Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Zemědělská fakulta Katedra zemědělské, dopravní a manipulační techniky
DOPRAVNÍ A MANIPULAČNÍ ZAŘÍZENÍ (interní učební text)
Ing. Ivo Celjak, CSc.
České Budějovice 2013
1
Obsah 0 1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.6.1 2.7 2.8 3 3.1 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 5 5.1 5.2 5.3 5.3.1 5.3.1.1 5.3.1.2 5.3.1.3 5.3.1.4 5.3.1.5 5.4 5.5 5.5.1 5.5.1.1 5.5.1.2 5.5.2 5.5.3 6 6.1
Úvod První kroky v dopravě Jednoduchá dopravní zařízení a využití zvířat Kolové dopravní zařízení Dopravní zařízení pohybující se bez vynaložení lidské nebo zvířecí síly Základní pojmy v oblasti manipulace a dopravy Dopravní zařízení Dopravní prostředek Doprava Dopravní trasa Manipulační zařízení Manipulace Druhy manipulace Manipulační prostředek Břemeno Obecná pravidla pro dopravu a manipulaci materiálu a břemen Zásady při dopravě a manipulaci Možná rizika úrazů při manipulaci Možná rizika úrazů při ruční manipulaci Možná rizika úrazů při manipulaci manipulačním zařízením Bezpečnost práce při manipulaci se stroji Zásady bezpečnosti práce při provozování manipulačních zařízení Vybavení manipulačních mobilních strojů z hlediska bezpečnosti Zvyšování technicko ekonomické úrovně manipulace s materiálem Opatření v oblasti zvyšování technicko ekonomické úrovně manipulace s materiálem investiční povahy Opatření v oblasti zvyšování technicko ekonomické úrovně manipulace s materiálem neinvestiční povahy Hlavní faktory zvyšování technicko ekonomické úrovně dopravy a manipulace s materiálem Výkonnost manipulační a dopravní mechanizace pracující cyklicky Teoretická výkonnost hmotnostní cyklicky pracujícího zařízení Teoretická výkonnost objemová cyklicky pracujícího zařízení Skutečná výkonnost objemová cyklicky pracujícího manipulačního zařízení Skutečná hmotnostní výkonnost cyklicky pracujícího dopravního zařízení Směnová výkonnost manipulačního prostředku Hlavní faktory, které ovlivňují výkonnost dopravy a manipulace Opatření pro zvýšení výkonnosti dopravních zařízení Užitečná hmotnost Povolené rozměry vozidel Povolené hmotnosti vozidel Přepravní vzdálenost Technická rychlost Systémy manipulace, dopravy a skladování materiálu využívající přepravní jednotky Manipulační a přepravní jednotky
2
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.2.1 6.2.2 6.2.2.1 6.2.2.2 6.2.2.3 6.2.3 6.3. 6.3.1 6.3.1.1 6.3.2 6.3.2.1 6.3.2.2 6.3.2.3 6.3.2.4 6.3.2.5 6.3.2.6 6.3.2.7 6.3.2.8 6.3.3 6.3.3.1 6.3.3.2 6.3.3.3 6.3.3.4 6.3.3.5 6.2.4 6.2.4.1 6.2.4.2 6.2.4.3 6.2.5 6.2.5.1 6.2.5.2 6.2.5.3 6.4 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.4.1 7.4.1.1 7.4.1.2 7.4.2 7.4.2.1 7.4.2.2 7.4.2.3 7.4.2.4
Požadavky na manipulační jednotky Paletová manipulační a přepravní jednotka Nepaletová manipulační jednotka Paletizace Rozdělení palet podle druhu materiálu, ze kterého jsou vyrobeny Dřevěné palety Plastové palety Metalické palety Rozdělení palet z hlediska umožnění manipulace s vidlicovým zařízením Rozdělení manipulačních a přepravních jednotek z hlediska ochrany přepravovaného materiálu – břemen Otevřené manipulační a přepravní jednotky Ploché palety prosté Svírající a objímající manipulační a dopravní jednotky Skládací paletové kontejnery Ohradové palety Sloupkové palety (rychlý stohovací skladovací systém) Přepravky a koše Ukládací plastové boxy Ukládací kartonové boxy Stohovací přepravníky Ukládací bedny Uzavírající manipulační a dopravní jednotky Vaky a pytle Nádrže na kapaliny Kanystry Sudy Plastové nádoby s víkem Speciální manipulační a dopravní jednotky Palety speciální pro přepravu tvarově složitého materiálu Speciální pojízdné palety (roltejnery) Výklopné vozíky Systémy ochrany výrobků Bublinkové fólie Polštářové fólie Výplňová fixační tělíska Paketizace Kontejnery Kontejnerizace Kontejnerová manipulační jednotka Přednosti kontejnerizace Rozdělení kontejnerů podle účelu použití Kontejnery pro všeobecné použití (univerzální skříňového tvaru) Přepravní kontejner Skladový kontejner Speciální kontejnery Kontejnery s otevřenou horní částí (open top) Kontejnery plošinové se sklopnými čely (flat) Kontejnery plošinové bez čel (platform) Kontejnery pro sypký materiál (bulk)
3
7.4.2.5 7.4.2.6 7.4.2.7 7.4.2.8 7.4.2.9 7.4.2.10 7.4.2.11 7.4.2.13 7.4.2.14 7.4.2.15 7.5 7.5.1 8 8.1 8.2 8.2.1 8.3 8.4 8.4.1 8.5 8.6 9 9.1 9.2 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.2.1 9.3.3 9.4 9.5 9.5.1 9.5.2 9.6 9.7. 9.8 9.9 10 10.1 10.1 10.1.1 10.2 10.2.1 10.2.2 10.3 10.3.1 10.4
Uhelné kontejnery (coal box) Nádržkové kontejnery (tank) Termické kontejnery Technologické kontejnery Obytné kontejnery Sanitární kontejnery Kontejnerové korby a vany Kontejnery na kabelové bubny Kontejnery na komunální odpad Lisovací kontejnery Kontejnerové nosiče Rozdělení nosičů kontejnerů Dampry Mini dampry Malé dampry Předpokládané využití mini damprů a malých damprů Střední dampry Velké dampry Předpokládané využití velkých a středních damprů Výkonnost damprů Potřeba energetického zdroje pro pohon damprů Nakladače Rozdělení nakladačů Hodnocení nakladačů Výpočet výkonnosti nakladačů Teoretická výkonnost Provozní výkonnost Doba teoretického pracovního cyklu nakladače Skutečná výkonnost Stanovení optimálního cyklu dopravních zařízení Výběr nakladače Objemové hmotnosti hornin a zemědělských produktů Koeficienty plnění lopaty Předpokládané využití nakladačů Technické toleranční parametry vybraných tříd kolových nakladačů podle výkonu motoru (kW) Potřebná výkonnost nakladače ve vazbě na užitečnou hmotnost dopravního zařízení (t.h-1) Potřebná výkonnost nakladače ve vazbě na užitečnou hmotnost dopravního zařízení (m3.h-1) Dopravníky Výkonnost dopravníků Šnekové dopravníky Výkonnost šnekových dopravníků Pásové dopravníky Výkonnost pásových dopravníků při dopravě sypkého materiálu Výkonnost při dopravě kusového materiálu pásovým dopravníkem (břemen) Deskové dopravníky Výkonnost deskových dopravníků Válečkové dopravníky
4
10.4.1 10.5 10.5.1 10.6 10.6.1 10.7 10.8 10.8.1 10.8.2 10.9 10.9.1 10.9.2 10.10 10.11 10.11.1 10.11.2 11 11.1 11.1.1 11.1.2 11.1.3 11.2 11.2.1 11.2.2 11.2.2.1 11.2.2.2 11.2.2.3 11.2.3 12 12.1 12.1.1 12.1.2 12.2 12.3 12.4 12.5 13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 14 14.1 14.2 14.2.1 14.2.2
Výkonnost válečkových dopravníků Korečkové dopravníky – Elevátory Výkonnost korečkových dopravníků Řetězové dopravníky – redlery Výkonnost řetězových dopravníků Spirálové dopravníky Unášecí lanové a řetězové dopravníky Unášecí lanový dopravník Unášecí řetězový dopravník Vibrační dopravníky Impulsní vibrační dopravníky Dopravníky s mikrovrhem Pneumatické dopravníky Magnetické dopravníky Magnetické separátory Magnetické pásové dopravníky pro těžké součásti Paletové vozíky Rozdělení paletových vozíků podle způsobu provozování Paletový vozík provozovaný vhodnou animální silou Paletový vozík provozovaný pomocí energetického zařízení Paletový vozík s kombinovaným provozováním Rozdělení paletových vozíků podle výšky zdvihu Nízkozdvižné paletové vozíky Vysokozdvižné paletové vozíky Retraky (Regálové zakládací vozíky) Vychystávací vozíky Vozíky do úzkých uliček (VNA) Speciální vozíky vysokozdvižné Ruční dopravní vozíky Plošinové vozíky Tahací vozíky plošinové Tlačné vozíky plošinové Rudly Kolečka Dvoukolové vozíky Přepravní podvozky Malá zdvihací zařízení Šroubový zvedák Hřebenový zvedák Hydraulický zvedák Otočný jeřáb nízkozdvižný Portálový jeřáb Kolečkový dílenský jeřáb Montážní zvedací stůl pojízdný Zařízení pro dopravu kapalin – čerpadla Požadavky na čerpadla Čerpadla s přímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii čerpané kapaliny Zubové čerpadlo Pístové čerpadlo
5
14.2.3 14.2.4 14.2.5 14.2.6 14.2.7 14.3 14.3.1 14.3.1.1 14.3.1.2 14.3.1.3 14.3.1.4 14.3.2 14.3.3 14.3.4 14.4 14.4.2 14.4.3 14.4.4 15 15.1 15. 2 15.3 15.4 15.5 15. 6 15.6.1 15.6.2 15.6.3 15.6.4 15.6.5 15.6.6 15.6.7 15.6.6.1 15.6.6.2 15.6.6.3 15.3.7 15.3.7.1 15.3.7.2 15.3.7.3 16 16.1 16.2 16.2.1 16.2.2 16.2.3 16.2.4 16.3 16.4
Membránové čerpadlo Křídlové čerpadlo Vřetenové čerpadlo Lopatkové čerpadlo Objemové čerpadlo Čerpadla s nepřímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii kapaliny Odstředivá čerpadla Odstředivá čerpadla ponorná kalová Odstředivá kalová s noži Ponorná čerpadla odstředivá Ponorná čerpadla do vrtaných studní Axiální (vrtulová) čerpadla Čerpadla proudová Čerpadla nízkých příkonů Základy hydrostatiky a hydrodynamiky Rovnice kontinuity Bernoulliho rovnice Výpočet potřebného příkonu čerpadla Jeřáby Parametry jeřábů Nejdůležitější parametry jeřábů pro projektování manipulace s břemeny Sledované parametry zatížení jeřábů Rozdělení jeřábů podle jejich schopnosti přemísťování Výkonnost jeřábů Rozdělení jeřábů podle jejich konstrukce Mostový jeřáb Portálový jeřáb Věžový jeřáb Sloupový jeřáb Vozidlový jeřáb Nástěnný jeřáb Hydraulické jeřáby montované na podvozky mobilních energetických zařízení Technicky možná výkonnost HJ Skutečná výkonnost HJ Směnová výkonnost hydraulického jeřábu Jeřáby speciální Jeřáby magnetové Stohovací jeřáby Nástěnné jeřáby Dopravní zařízení - automobily Rozdělení dopravních zařízení z hlediska schopnosti pohybu Základní rozdělení motorových vozidel vhodných pro přepravu nebo pro zabezpečení přepravy břemen a nákladů podle legislativy Kategorie M Kategorie N1 Automobily ve skupině N2 Automobily ve skupině N3 Rozdělení motorových vozidel v závislosti na charakteru dopravní trasy Rozdělení dopravních zařízení (vozidel) podle schopnosti nést břemeno
6
16.5 16.5.1 16.5.2 16.5.3 16.5.4. 16.5.5 16.6. 16.7 16.7.1 17 17.1 17.1.1 17.1.1.1 17.1.2 17.1.2.1 17.1.2.2 17.1.3 17.1.4 17.1.5 17.1.6 17.2 17.3 18 18.1 18.1.1 18.1.2 18.1.3 18.1.4 18.1.5 18.1.6 18.1.7 19 20
Rozdělení dopravních zařízení (vozidel) podle konstrukce umožňující nesení břemena Podvalníky a plošiny Vozidla s výměnnou nástavbou Nosiče kontejnerů Cisterny Speciální nástavby Kategorie O (přípojná nemotorová vozidla) Výkonnost dopravních zařízení Skutečná výkonnost objemová cyklicky pracujícího dopravního zařízení Mobilní energetická zařízení vhodná pro dopravu břemen Rozdělení mobilních energetických zařízení podle konstrukce a předpokládaného použití Malotraktor Rozdělení malotraktorů Traktory a traktorové stroje Traktory Traktorové stroje Traktory s vysokou světlou výškou Univerzální kolové traktory a speciální lesnické kolové traktory Dvounápravové nosiče nářadí Vyvážecí traktory s klanicovým návěsem Obecné znaky, které jsou sledovány při výběru traktorů a malotraktorů do souprav Výkonová bilance mobilních energetických zařízení (traktorů) Mobilní zdvihací plošiny Rozdělení zdvihacích plošin podle konstrukce Samojízdné nůžkové plošiny Samojízdné a přípojné pracovní plošiny s kloubovým výložníkem Samojízdné a přípojné pracovní plošiny s teleskopickým výložníkem Kombinované plošiny s kloubovými a teleskopickými výložníky Sloupové plošiny (vertikální) Automobilní plošiny s kloubovými a teleskopickými výložníky Zdvihací hydraulické plošiny Lanové dráhy Sklady
7
0 Úvod Doprava břemen a manipulace s nimi je základní lidskou činností. Je pravděpodobné, že v evoluci lidské rasy se obě tyto činnosti podílely při urychlení procesu napřímení člověka a využívání bipedie při jeho pohybu (vzpřímená chůze) a také na zvětšení mozku lidí (zvýšení encefalizačního kvocientu EQ). Rozvoj myšlení lidí a změny ve stavbě těla jsou vázány především na snahu získat výhody při zabezpečení života svého živočišného druhu. Samice si totiž pravděpodobně více vybíraly ty samce, kteří pro ně a jejich děti mohli donést více potravy než ti čtyřnozí, kteří při dopravě potravy obtížně překonávali překážky v terénu. Manipulace s rozmanitou potravou byla snazší, když měli samci k dispozici přední končetiny (přinesli rozmanitou potravu – živočišnou i rostlinnou a přinesli jí více, čímž zajistili nejen správnou výživu, ale i dostatečné množství energie). Samice mohly při chůzi na zadních končetinách snáze manipulovat s mláďaty a účinněji je mohly chránit při pohybu krajinou (nést je nad hladinou vody, nad trnitými keři, měly lepší přehled o překážkách, snáze překonávaly málo únosné terény, apod.). Bylo pouze otázkou času, kdy evoluční vývoj nahradí dvounohými čtyřnohé a potlačí ty s nižší mentální kapacitou. 1 První kroky v dopravě Nejstarší a nejjednodušší způsoby dopravy v zemědělství a lesnictví byly realizovány využitím pouze lidské síly. Doprava na začátku byla realizována přenášením břemen v rukou nebo tažením břemen lidskou silou po zemi. Tento způsob vyžadoval fyzickou připravenost člověka a je patrné, že byl limitován schopností člověka unést určitou hmotnost, určitým tvarem a konzistencí materiálu, možností pohybovat se určitou rychlostí a v určitých terénních podmínkách. Od počátku potřeby plnit dopravní úkoly, byly určitě snahy o to, aby bylo dopraveno co největší množství materiálu zároveň s co nejnižší fyzickou námahou. Aby fyzická námaha jednoho pracovníka nebyla tak vysoká, muselo se přijít na to, jak se určité části z celkové hmotnosti dopravovaného materiálu „zbavit“. Nejprve byl na rozvidlených větvích vlečen úlovek nebo rostlinné produkty (zdroje obživy) a později i ostatní druhy materiálu, například stavební dříví nebo palivové dříví. Břemeno bylo taženo po zemi smykem. 1.2 Jednoduchá dopravní zařízení a využití zvířat Další řešení dopravy materiálu bylo takové, že se na dopravě podílelo více lidí, čímž se hmotnost břemena rozdělila mezi několik pracovníků. Ovšem, pokud to bylo, vzhledem k dopravovanému materiálu, možné. Vzniklo tedy dopravní nářadí pro dva i více pracovníků. Byla to nejprve jednoduchá nosidla tvořená ze stejně dlouhých opracovaných stromů. Stromy byly neseny za konce v rozteči podle možnosti lidských paží. Později byly propojeny příčně upevněnými klacky a ještě později provazy a připevněnou plachtou nebo na ně bylo například kusové dříví skládáno příčně s dostatečným bočním přesahem. Tento způsob umožnil jednorázově přenášet větší hmotnost, resp. větší objem zemědělských produktů, delší kusy dříví a více větví na topení. Samozřejmě, že platila odjakživa zásada, že nejméně se člověk nadře, když nic nedělá. Jenže kdo nic nedělá, sice nic nezkazí, ale také nic nemá hotovo. Aby tedy člověk nic nedělal a přesto bylo vše hotovo, musel si nalézt svého „zástupce“. Byla tedy do dopravy zavedena zvířata. Využitím nosných
8
zvířat se do oblasti dopravy dostala jiná síla, než lidská. Ve všech oblastech dopravy to sice nebylo možné, ale velmi brzo se zvířata podílela i na tažení dopravovaných břemen. Ve snaze dopravit tažením po zemi více stromů byly stromy a větve spojeny v otepi a brzy se přišlo na to, že tření stromů po zemi může být sníženo sněhem, blátem, naskládanými větvemi na trasu, výběrem trasy převážně z kopce a také uspořádáním taženého nákladu. Také se přišlo na to, že i například seno a jiné zemědělské produkty mohou být dopravovány tažením, jestliže budou správně uloženy na taženém dopravním prostředku. Došlo ke vzniku prvního způsobu dopravy, kdy již celá část nákladu spočívala na dopravním prostředku tzv. smyku. Později se používaly sáně, které si našly své nezastupitelné místo i při dopravě dříví a stromů v lese. Sáně již patřily k dopravním prostředkům, na nichž spočívala celá hmotnost nákladu a pracovník pouze ovládal jejich rychlost a směr. 1.3 Kolové dopravní zařízení Rozvoj suchozemské dopravy urychlil především vynález kola. Nejstarší doklady o vozech jsou známy ze 4. tisíciletí př.n.l z Mezopotámie. Nejstarším dochovaným dopravním zařízením na kolech je dvoukolový vozík, který byl opatřen plnými dřevěnými koly, která se otáčela na dřevěné ose. Kola nebyla na obvodu ničím zpevněna, proto si po poměrně krátké jízdě nezachovávala pravidelný kruhový tvar. Docházelo k poškozování (vytloukání) dřeva po obvodě, rozlamování kola a k rychlému opotřebení těchto kol. Tento vozík sloužil zřejmě kultovním účelům v době kolem roku 2000 př.n.l.. Je obtížné přesné určení doby, kdy se začalo používat poprvé ve světě kolo jako součást vozu. Kolo se zřejmě vyvíjelo postupně z kmenů podkládaných pod těžká břemena. Některé prameny uvádějí, že kolo bylo používáno u sumerského válečného dvoukolového vozu z 27. až 26. století př.n.l.. Užívání vozů s koly vedlo k sestrojení postrojů k zápřahu zvířat. Primitivní postroje umožňovaly využití tažné síly zvířat velmi nedokonale. Často to byly provazce, upevněné k rohům dobytčat. V polovině 3. tisíciletí př.n.l. začali Asyřané používat jako tažných zvířat koní. Nejprve byli koně zapřaháni do vozů do jha upevněného kolem koňského krku, tedy stejným způsobem jako dobytek. První prsní popruh byl vynalezen stepními národy v Mongolsku, odkud se rozšířil do Číny, kde byl později zdokonalen a vznikl chomout, který již plně umožnil využít tažné síly zvířat. Číňané také zavedli oj při tažení vozů zvířaty. Lze říci, že využití tažné síly zvířat bylo přelomem v dějinách techniky, který základním způsobem ovlivňoval pozemní dopravu až do 19. století. Rolníkům v Egyptě, v Číně i v Indii vyhovoval po tisíciletí jednoduchý dvoukolový vůz s pevnou ojí a jhem pro volský potah. Polní práce a nezpevněné cesty si vynutily používání kol o velkém průměru. Maximální rychlost dvoukolového vozu s volským potahem se pohybovala kolem 2,8 km.h-1, což pro zemědělskou činnost postačovalo, ale pro dopravu zboží byla tato rychlost nízká. Dvoukolový vůz měl oproti čtyřkolovému některé výhody. Pro svou malou hmotnost byl vhodný zejména v secích cest s velkým stoupáním. Také nerovnosti cesty v podélném směru snášel lépe než čtyřkolový vůz. Také převrácený lehký dvoukolový vůz bylo snazší postavit opět na kola. Čtyřkolový vůz v této době neměl ještě otáčivou přední nápravu, měl dvoukolový vůz proti němu také výhodu v lepší řiditelnosti. Zajímavostí také je to, že se dochovaly zmínky o Starém Čínském zákoně, který předepisoval technické a rozměrové náležitosti vozů (jakýsi dnešní Zákon o technické způsobilosti a technických podmínkách provozu silničních vozidel na pozemních komunikacích). Zmíněný zákon nařizoval při stavbě
9
dvoukolového vozu: „používat zdravé a náležitě tvrdé dřevo“ a stanovoval předepsanou šíři loukotí kol. Řecké vozy v homérské době (8. až 7. stol. př.n.l.) byly také dvoukolové, lehké a jednoduché konstrukce. Nebyl patrný rozdíl mezi vozem válečným a dopravním (cestovním). Při jízdě na řeckém vozu stáli dva lidé. Hlavní součástí vozu byla korba, jejíž spodní část byla tvořena dřevěným rámem, širokým asi dva metry. Šířka vozu byla větší než jeho délka. Přední část vozu byla zaoblená. Na dřevěném rámu byly napjaty kožené řemeny, vytvářející pružnou podlahu pro cestující. Na třech stranách vozu byla nasazena dvojitá postranice, která chránila před pádem dopředu a na kola. Vůz táhli dva koně, zapřažení do dlouhého a lehkého jha nebo do prsního postroje. Chomout ještě nebyl znám. Římané používali vozy obdobné konstrukce jako Řekové. Zřejmě převzali od Řeků celou technologii stavby. Existovalo několik typů římských vozů. Carrus byl dvoukolový vůz určený pro malé náklady, rheda byl čtyřkolový cestovní vůz, sarracum byl čtyřkolový vůz nákladní, carruca byl čtyřkolový luxusní cestovní vůz, cisium byl dvoukolový lehký cestovní vůz pro jednoho cestujícího a vozku. Mezi hlavní dopravní prostředky Keltů (druhá polovina 1 tisíciletí př.n.l.) na území střední Evropy patřil dvoukolový vůz tažený koněm. Kola nalezená na keltských oppidech ve Stradonicích měla osm až deset paprsků a byla upevněna na ose zákolníky. Rozchod kol byl 120 cm. Keltové své tažné koně kovali. Představu o rozměrech vozu z doby přibližně 700 let př.n.l. nám dávají nálezy z knížecích bylanských hrobek. Rozchod kol čtyřkolového vozu byl 110 cm, rozvor kol se pohyboval v rozmezí 180 až 200 cm. Kola byla šestipaprsková o průměru 80 až 100 cm. Loukotě se opatřovaly úzkými železnými obručemi i šířce 2 až 3 cm. Obruče byly přibity hřebíky. Z vozu vybíhala oj, na jejímž konci bylo upevněno jho k zapřahání koní. Způsob zápřahu koní a tvary vozů byly zřejmě v celé Evropě stejné, o čemž svědčí arecheologické nálezy obručí kol vozů a součástky koňských postrojů i v Čechách. Například na Moravě byly takové části nalezeny v jeskyni Býčí skála u Adamova. Z Dobřic u Přerova pochází nález kostěné střenky nože s rytinou čtyřkolového vozu s koňským zápřahem. Staří Římané používali kolem třiceti druhů vozů, od zemědělských bytelných vozů s mohutnými koly (plaustrumy) přes sportovní vozy, až po slavnostní vozy, které byly zdobeny zlatem. Je třeba uvést, že první vozy sloužily výhradně k dopravě nákladů. V Římě platilo nařízení, že na vozech se smí přepravovat pouze náklad a nikoliv osoby. Výjimka se udělovala jen při náboženských oslavách nebo pro triumfální vozy, kdy vítěz směl sám řídit vůz tažený bílými koňmi, lvy, tygry, jeleny nebo slony (později poraženými nepřáteli). Teprve vozíkové závody v uzavřené aréně zpřístupnily jízdu osobám. V roce 500 př.n.l. se na římských silnicích pohybovaly poštovní vozy tažené koňmi rychlostí kolem 15 km.h-1. V 17. století se začala u tažených přívěsů (zejména u kočárů) používat listová péra a cestování se tak stalo pohodlnějším. Také přední kola se dala natáčet, což usnadňovalo manévrování s povozem a vyšší rychlost se stávala bezpečnější. Objevily se kočáry, na kterých byly připevněny olejové lampy, které zatím ještě nesloužily k osvětlování cesty, ale již byl splněn požadavek „být za snížené viditelnosti viděn“, což je z hlediska osvětlení polovina současné legislativní podmínky vozidel pohybujících se po komunikacích. Za vlády Ludvíka XIV. (1643-1715) se objevily nájemné kočáry (fiakry). Jejich pronajímatel Nicolaus Sauvage používal mnoho různých variant kočárů (kupé, faetón), aby uspokojil rozmanitá přání svých zákazníků. Veřejnou dopravu obstarávaly v první polovině 18. století těžké formanské povozy. V roce 1827 se ve Francii a v Anglii poprvé objevily hranaté vozy s plochou střechou pro 18
10
až 50 cestujících. Těmto vozům se říkalo omnibusy (název vznikl zřejmě z latinského slova omnes = pro všechny). 1.4 Dopravní zařízení pohybující se bez vynaložení lidské nebo zvířecí síly V 16. a 17. století se ojediněle vyskytla snaha postavit vůz jezdící bez potahu koní, volů a jiných zvířat. Stavitelé vozů se snažili o nalezení různých řešení. Snahou bylo, aby se na rovině vůz sám pohnul a alespoň nízkou rychlostí se dále pohyboval. Například plachetní vůz Simona Stevina vozil na holandském pobřeží třicet cestujících rychlostí až 30 km.h-1. V zemědělství a lesnictví nemohl samozřejmě takový vůz nalézt uplatnění, protože byl jeho pohyb závislý na proudění vzduchu, na rovném povrchu cesty, na hmotnosti nákladu a navíc musela být cesta bez stoupání. Využití páry k pohonu vozu navrhl jako první francouzský fyzik Denis Papin. Papin navázal na myšlenky holandského fyzika Christiana Huygense, který přišel na to, jak využít energii střelného prachu a přeměnit ji v mechanickou práci. Ve válci uzavřeném shora pístem, který byl v rovnovážném stavu přes kladku pomocí závaží, se mělo spálit malé množství střelného prachu. Spaliny unikly výfukovou trubkou, atmosférický tlak vzduchu stlačil píst ke dnu válce a zároveň zvedal závaží a odevzdával tak mechanickou práci. Práce se střelným prachem byla poněkud nebezpečná a také energie zvednutého závaží se pro dopravu nedala dobře využít. Francouzský fyzik Denis Papin nahradil v roce 1687 výbuch střelného prachu kondenzací páry. Pístový parní stroj zkonstruoval anglický mechanik James Watt v roce 1782. Parní stroj pracoval s účinností 0,1 % a zatím byl pro pohon kol dopravního prostředku nevyužitelný. V době, kdy se James Watt snažil zdokonalit svůj parní stroj, pracovalo v Anglii několik vynálezců na vyřešení problémů, jak využít parního stroje k pohonu kol. Watt podal patent na vůz poháněný parním strojem v roce 1784, ale s realizací otálel, protože nebyl myšlence pohonu vozu párou příliš nakloněn. Tak se stalo, že v roce 1769 předvedl první parní vůz francouzský dělostřelecký důstojník Nicolas Joseph Cugnot. Cugnotův parní vůz byl dvouválcový, dosahoval maximální rychlosti 4 km.h-1 a uvezl náklad o hmotnosti 5000 kg. Vůz neměl odpovídající brzdy k jeho hmotnosti (dřevěné špalky působící na běhoun kola), byl obtížně ovladatelný a hned při první jízdě došlo k jeho havárii. Byla to první dopravní nehoda v provozu a bohužel zároveň i poslední jízda Cugnotovy tříkolky. Druhé místo v realizaci parního vozu patří Angličanu Richardu Trevithickovi. Tento vynálezce začal stavět parní stroje vysokotlaké, protože vysokotlaký parní stroj umožňoval při stejné hmotnosti stroje dosáhnout vyššího výkonu než Cugnotův nízkotlaký. Na Štědrý den 1801 vyzkoušel Trevithick svůj parní vůz v ulicích městečka Carbonu. Vůz měl podobu kočáru s karosérií pro čtyři osoby. Vepředu měl jedno kolo řídící směr jízdy. Parní stroj byl umístěn mezi dvěma zadními koly. Trevithick použil pro vůz vysokotlaký kotel s ležatým dvojčinným parním válcem. Ojnice působila na kliku, která otáčela ozubeným kolem, jehož zuby zabíraly do většího ozubeného kola nasazeného na zadní osu vozu. Poměr převodu obou ozubených kol bylo možno měnit, čímž se měnila tažná síla vozu a také jeho rychlost. Na evropské pevnině předvedl první úspěšnou jízdu parního vozu český mechanik Josef Božek v roce 1815. Bylo to v pražské Stromovce. Ve šlépějích Cugnota se vydalo několik konstruktérů. Někteří konstruovali parní dostavníky (r.1821, Julius Griffith), sériově vyráběné parní omnibusy (r.1836, Walter Hancock), obojživelná vozidla (r.1803, Ch. Dallery) a jiné stroje, jejichž pohon zajišťoval parní motor, jehož konstrukční části byly různým způsobem zdokonalovány. Energií spalovaného plynu byl jako první na světě uveden do pohybu vozík švýcarského konstruktéra Issaca de Rivaze v roce 1807. Princip motoru spočíval v tom, že pod píst ve stojatém dlouhém válci vpustil z balónku svítiplyn a zapálil jej elektrickou jiskrou.
11
Bohužel se první pokus nepodařil, protože energie výbuchu byla tak vysoká, že vozík vyrazil dveře kůlny a ocitl se na ulici nikoliv jízdou, ale skokem. I přes tento nezdar byl první zážehový motor na světě a bylo pouze otázkou času, kdy se ve zdokonalené verzi objeví v dopravním zařízení. V roce 1876 se podařilo uvést do činnosti spalovací motor Augustu Ottovi. Byl to čtyřdobý motor s četnými poruchami, jejímiž příčinami bylo nedokonalé mazání pístů, netěsnost pístů a zadírání šoupátek. Také tvar spalovacího prostoru byl nedokonalý a motor se neustále zastavoval. O Silvestru v roce 1879 se rozeběhl dvoudobý motor Karla Benze. Motor zůstal v nepřetržitém chodu celou hodinu. V roce 1885 se poprvé dala do pohybu Benzova tříkolka. S touto tříkolkou se objevil 3.7.1886 poprvé na veřejnosti. Tříkolka nesla prvky bicyklu. Vzadu měla drátěná kola s pryžovými obručemi a vepředu kolo menšího průměru, jímž byla řízena. Dalším konstruktérem motorů byl Gottlieb Daimler. Daimler stavěl motory se svislými válci, s vyššími otáčkami a vyššími výkony. V roce 1886 tento motor zabudoval do kočáru a testoval možnosti tohoto motoru. V roce 1889 postavil další vozidlo, jehož konstrukci přizpůsobil svému čtyřdobému motoru. Jeho podvozek byl vyroben z ocelových trubek a byl vybaven čtyřstupňovou převodovkou. První automobil v bývalém RakouskoUhersku a zároveň v Českých zemích byl vyroben v Kopřivnici v roce 1897 a byl nazván Präsident. V automobilu byl použit dvouválcový vodou chlazený motor Benz. Vůz neměl převodovku, ale transmisní převod se dvěma rychlostmi dopředu. Dosahoval maximální rychlosti 25 km.h-1. První nákladní automobil s benzínovým dvouválcovým motorem o výkonu 7 kW a s nosností 5000 kg vyrobil Daimler v roce 1896. První nákladní automobil K.Benze vyjel v roce 1901 a byl menší než automobil Daimlerův. V roce 1898 byla v Kopřivnici dokončena stavba prvního nákladního automobilu s nosností 2500 kg. Automobil byl poháněn dvěma motory typu Benz, které byly umístěny vzadu. Motory byly spojeny zubovou spojkou, umožňující jízdu bez nákladu po rovině s využitím pouze jednoho motoru. Druhý motor byl zapínán pouze v případě potřeby. Ke chlazení byl použit otevřený odpařovací systém, u kterého spotřeba vody 5 až 6 krát převyšovala spotřebu benzínu. Také další česká firma Laurin a Klement vyráběla nákladní automobily již v roce 1906. Jedním z prvních byl nákladní vůz Laurin Klement E (28HP). Automobil byl poháněn čtyřdobým zážehovým motorem o objemu 4562 cm3 s výkonem 20,6 kW. Motor byl umístěn podélně za přední nápravou. Automobil uvezl náklad 1500 kg rychlostí 25 km.h-1. Přestože byly vyráběny nákladní automobily poháněné benzínovými motory, bylo v roce 1920 v provozu na silnicích ještě mnoho parních nákladních automobilů. Tyto automobily se pohybovaly, oproti hbitým benzínovým automobilům, velmi pomalu a s častými zastávkami vlivem poruch. Jejich jízdu charakterizoval hluk litinových kol po dlažbě, rachot řetězů pohánějících zadní nápravu a syčení páry. Nákladní automobily poháněné párou se udržely v Evropě ještě do roku 1940 (Sentinel, Foden). 2 Základní pojmy v oblasti manipulace a dopravy 2.1 Dopravní zařízení Dopravní zařízení je mobilní (například dampr, nákladní automobil, letadlo) nebo stacionární (dopravník, čerpadlo) strojní zařízení (nikoliv prostředek), jehož konstrukce umožňuje řízený pohyb břemen po stanovených dopravních trasách a umožňuje nést
12
břemeno a směrovat jeho pohyb do cílového místa (břemenem je i posádka dopravního zařízení). 2.2 Dopravní prostředek Dopravní prostředek je prvek, který usnadňuje vykonat dopravu pomocí dopravních zařízení. Dopravní prostředek není neodpojitelná část nebo součást dopravního zařízení (korba, šnek dopravníku, oplen s klanicemi). Je to například kontejner, paleta, zásobník na sypké hmoty, vak, nájezdové můstky, kartonové krabice, válečková trať, plastové kontejnery – nádoby, plastové přepravky atd. Dopravním prostředkem jsou také manipulační jednotky (palety s uloženými břemeny, kusový materiál urovnaný na paletě). 2.3 Doprava Dopravu lze rozdělit podle charakteru dopravní trasy na: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l)
Automobilovou dopravu Kolejovou dopravu Lodní dopravu (říční a námořní) Leteckou dopravu a dopravu vzduchem Dopravu pomocí rozmanitých dopravníků Vodní dopravu prostou (břemeno je unášeno vodou) Lanové dráhy Potrubní dopravu Cyklistická doprava (břemeno se aktivně podílí na dopravě nebo s pomocí gravitace) Potrubní doprava (shozy, gravitační skluzy, podtlak) Pěší doprava (animální – lidská, zvířecí, ptactvem) Multimodální doprava (spolupráce mezi několika druhy dopravy)
Doprava (přeprava) břemen je výsledkem dopravy pomocí dopravních zařízení. Je to obecný název pro přemisťování břemen dopravními zařízeními po dopravních trasách. Je to plánovaná činnost, kdy břemeno účelně změní svoji polohu na zemském povrchu (dojde ke změně souřadnic globálního polohového systému - GPS) po dopravních trasách s využitím dopravních zařízení a v některých případech i dopravních prostředků (například palety, kontejnery). Doprava je nejčastěji realizovaná prostřednictvím dopravních zařízení nebo jejich částí a pohyb je zajištěn především působením energie dodané energetickým zařízením (motorem). Doprava může být také realizována působením přírodních sil (gravitace, proud vody, vítr), působením lidské síly nebo zvířecí síly nebo kombinací výše uvedených. Takže dopravním zařízením je také vozík jedoucí po nakloněné rovině, větroň, balón, plachetnice, vor, jízdní kolo s přídavným motorkem, a pod. (nepoužívají přímo vynaloženou lidskou nebo zvířecí sílu). Doprava je souhrn všech činností, jimiž se uskutečňuje úmyslný pohyb (jízda, plavba, let, posuv, skoky, kroky, proudění) prostřednictvím dopravních zařízení po stanovené trase. Podle charakteru dopravovaného břemena lze rozdělit dopravu na osobní (přeprava lidí) nebo nákladní (přeprava břemen).
13
Náklad je tvořen břemenem nebo soustavou břemen, která se nacházejí ve vhodném pracovním adaptéru dopravního zařízení (korba, dopravní pás, šnekovice, potrubí, vozík lanové dráhy, sedačka autobusu, klanicový oplen, cisterna a mnohé další). Podle délky dopravní trasy se dělí doprava na vnitropodnikovou, místní, regionální a dálkovou (mezinárodní). Pozitivní přínos dopravy prostřednictvím dopravních zařízení: • • • • • • • • • •
schopnost přepravovat libovolná břemena v krátkých dodacích lhůtách; rychlá distribuce výrobků od výrobce směrem ke spotřebiteli (základní potraviny, energie – uhlí, plyn, ropa); poskytuje úsporu času, komfort, svobodu pohybu, nezávislost; umožňuje výrobcům snazší uplatnění na trhu; schopnost přepravit břemena po celé planetě (existence dopravní sítě); umožnění mobility lidí v souladu s jejich způsobem života (turistika, individuální zájmy, pohodlí, centralizace nákupních center); schopnost dodržet plánované časy pro dosažení cílového místa; schopnost zajištění břemen před jejich poškozením; umožňuje lidem se vzájemně setkávat a prolínat kultury (vzájemně se obohacovat o myšlenky) umožňuje přepravovat potraviny a suroviny po celé planetě (každá lokalita má jiný produkční potenciál surovinový a potravinový)
Negativní vliv dopravy prostřednictvím dopravních zařízení: • • • • • • • • • •
znečištění ovzduší, vody a půdy (produkty spalování, maziva, opotřebení pneumatik); hluk kolem dopravních tras i v blízkém okolí; vibrace kolem dopravních tras způsobují škody na objektech; úrazy lidí podílejících se na dopravě i ostatních účastníků dopravy; zábor půdy (i produkční) pro výstavbu tras a příslušenství dopravních tras; omezení krajinotvorby a ovlivnění ekosystémů; dopravní trasy tvoří bariéry pro volně migrující živočichy; nepředvídatelné časové ztráty vlivem nenadále kongesce provozu (vliv počasí); možnost teroristických útoků na soustředěné skupiny lidí (letadla, lodě, železnice); úmrtí živých organismů destrukčním působením dopravních zařízení (náraz, přejetí);
Časové a prostorové rozdělení poptávky po dopravě: a) Čas pravidelný a místo konstantní (rozvoz potravin do obchodní sítě, svoz mléka, distribuce kameniva v kamenolomech, distribuce krmiva); b) Čas pravidelný, místo variabilní (flexibilní) (těžba a odvoz dříví); c) Čas nepravidelný, místo variabilní (zásilkové služby, dovoz surovin na stavbu); d) Čas nepravidelný, místo konstantní (poštovní zásilky, svoz, resp. odvoz komunálního odpadu, odvoz výrobků ze skladů, distribuce pohonných hmot).
14
Doprava může být realizována prostřednictvím následujících zařízení: a) zařízení poháněné působením energie dodané energetickým zařízením. Jedná se o různé konstrukce motorů, které získávají schopnost konat práci dodáním vhodné energie. Zpravidla jsou to spalovací motory, které řízeným způsobem spotřebovávají různé druhy paliv, nebo elektromotory poháněné elektrickou energií z akumulátorů, jimž je dodávána z elektrické sítě prostřednictvím vhodných nabíjecích adaptérů. Zařízení dodanou energii vhodným způsobem mění na využitelnou práci, zpravidla na mechanickou nebo hydraulickou. b) zařízení poháněné animální silou (člověk, vůl, kůň, pes, slon, osel) = animální dopravní zařízení (sílu vynakládá živočich). Živočich je organismus (zařízení), který přijímá potravu, rozmnožuje se a své okolí vnímá smysly, není schopen fotosyntézy a ke svému životu potřebuje stravovat jiné organismy (živočichy i rostliny). Většinou je schopen lokomoce aktivního pohybu. Živočich vhodný pro dopravu je živý organismus, který disponuje využitelnou a regulovatelnou tažnou nebo tlačnou silou. Je složen z jedné nebo několika částí, které jsou schopny záměrně změnit svoji polohu působením vnitřní nebo vnější energie. c) zařízení poháněné přírodními silami (forces of natural equipment) Zařízení využívají: • •
proudění vzduchu – hnací síla větru pro pohyb plachetnic, balónů; hnací síla vody pro pohyb lodí.
d) zařízení poháněné fyzikálními vlastnostmi prostředí. Zařízení například využívají: • gravitace – silový účinek hmoty Země na celkovou hmotu dopravního zařízení (tíha stroje včetně nákladu), který směřuje do středu Země; • využívání zákonitosti, že součet potenciální a kinetické energie zůstává stálý. Kolik jednoho druhu energie ubude, tolik jiného druhu se tím získá. Tíhová potenciální energie = m .g . h (hmotnost tělesa m, tíhové zrychlení g, výška h, ve které se těleso nachází). Kinetická energie = ½ . m v2. (v je rychlost tělesa o hmotnosti m); • hnací síla elektrické nebo magnetické přitažlivosti; • pohyb vzduchu vyvolaný rozdílem teplot může uvést břemeno (nebo DZ) do pohybu. e) Zařízení využívající kombinaci různých sil a ústrojí. Do této skupiny lze zařadit strojní zařízení budoucnosti (kyborg, bionik, android). 2.4 Dopravní trasa Dopravní trasa je zpravidla vyznačená část v prostředí, která umožňuje opakovaný, bezpečný a plynulý pohyb břemen prostřednictvím vhodných dopravních zařízení (automobil, dopravník, čerpadlo), resp. strojním zařízením, která na trasách nebo v jejich okolí vykonávají pracovní činnost. Při dopravě jsou využívány dopravní prostředky (háky, lana, palety, bedny) pro zajištění polohy břemen. Pohyb je realizován pomocí mobilních (automobily, traktory) a stacionárních (dopravníky, čerpadla) energetických zařízení, zařízení využívající zvířecí síly, lidské síly, přírodních a fyzikálních sil, které jsou určeny pro dopravu. Některá dopravní zařízení vykonávají pohyb po dopravní trase i bez břemen (návrat po trase k břemenu).
15
Konstrukce (provedení) dopravní trasy musí vyhovovat charakteru břemena (například kapalina – potrubí), předpokládané zátěži (hmotnosti a počtu vozidel a strojních zařízení) a musí umožnit bezproblémový pohyb břemen (lanovková vozidla zavěšená na visuté dopravní dráze). Z toho vyplývá, že dopravní trasa musí umožňovat snadnou průchodnost dopravních a jiných zařízení, která zde vykonávají pracovní činnost a musí splňovat požadavky na bezpečnost při pohybu zmíněných strojních zařízení. Včasnou údržbou dopravní trasy se zmírňuje (nikoliv odstraňuje) vliv povětrnostních podmínek (náledí, sníh) a odstraňují se závady vzniklé používáním dopravní trasy. V některých případech se dopravní zařízení nepohybují po dopravních trasách, ale pouze v optimálních směrech pohybu, který vyžaduje technologie pracovní činnosti (práce v zemědělství a stavebnictví). 2.5 Manipulační zařízení Manipulační zařízení je strojní zařízení, jehož pohybem, nebo jeho částí, se uskutečňuje manipulace s břemeny po stanovené dráze využitím pracovního nástroje adaptéru. Je to strojní zařízení, které vykonává ložné, skladovací, dopravní, vysýpací a zdvihací operace podle pokynů operátora nebo automaticky. Pokyn je realizován zpravidla působením mechanické, hydraulické, elektromagnetické, tepelné a gravitační energie. Zvláštní způsoby pokynů pro ovládání jsou používány u zařízení poháněné animální silou. Mohou to být povely vokální, akustické, světelné a u zvířat i kontaktní. Manipulační zařízení jsou stacionární nebo mobilní. Záleží na tom, zda se zařízení přemísťují k břemenu, aby prostřednictvím pracovního nástroje nebo manipulačního prostředku, bylo břemeno nástrojem uchopeno, k nástroji připevněno, nástrojem podepřeno, nástrojem sevřeno apod. Mobilní manipulační zařízení se k břemenu přemísťuje prostřednictvím vhodného podvozku (kolejový, kolový, pásový, plovoucí ponton), a také se s břemenem přemísťuje k místu, na které břemeno ukládá (jeřáb, nakladač, vysokozdvižný vozík). Stacionární manipulační zařízení není konstruováno pro samostatné přemísťování z místa na místo. Manipuluje s břemeny ve vymezeném prostoru (pás dopravníku, potrubí čerpadla). Například v okruhu dosahu pracovního nástroje nebo na pevně stanovené vertikální nebo horizontální dráze (výtah, skluz, válečkové tratě, dopravník). 2.6 Manipulace Manipulace je úmyslná pracovní operace, při které je zvláštním, odborným způsobem záměrně přemísťován různorodý materiál (břemeno) buď pracovníkem (určitou částí těla) nebo prostřednictvím manipulačního zařízení na určitou krátkou vzdálenost po stanovené trase nebo dochází ke změně polohy břemena. Manipulace je obecný název pro veškerou práci s břemeny, například jejich zvedání, přemísťování na krátké vzdálenosti, skládání, skládkování a umísťování břemen na (do) dopravní zařízení (pás dopravníku) a na (do) manipulační jednotky (kontejner, paleta), jejich fixace, ukládání na regály ve skladech, dílnách, stájích, na skládky na terénu (louky, pole, lesy) a pod. 2.6.1 Druhy manipulace
16
Manipulaci rozeznáváme ruční, kombinovanou a mechanizovanou. a) Ruční manipulace je přemísťování (nošení) břemene (i živého, tedy zvířete i člověka) po stanovené dráze jedním nebo současně více zaměstnanci, včetně jeho zvedání, pokládání, strkání, tahání, posunování nebo převalování (kutálení) kontaktním působením paží, nohou nebo jinou částí těla. b) Kombinovaná manipulace je přemísťování břemene po stanovené dráze zaměstnancem, který pomocí rukou bezprostředně ovládá manipulační zařízení (například paletový vozík) a není v kontaktu s břemenem. c) Mechanizovaná manipulace je přemísťování břemene po stanovené dráze využitím pracovního nástroje - adaptéru (lopata, koreček, hák, paletizační vidle, zametací kartáč, radlice, apod.) vhodného manipulačního zařízení, včetně jeho zvedání, pokládání, strkání, tahání, posunování, hrnutí po podložce. 2.7 Manipulační prostředek Manipulační prostředek je nástroj nebo prvek umožňující vykonat manipulační operaci pomocí ruční nebo mechanizované manipulace prostřednictvím manipulačního zařízení. Manipulační prostředek není neodpojitelná část manipulačního zařízení (násada, výložník, rameno jeřábu). Je to například nástroj pro uchopení (svěrný drapák) břemena, k podepření břemena (paletové vidlice), prostředky s konkrétní vazbou na manipulační operaci – například prostředky k zavěšení břemena na výložník jeřábu (lana, háky, třmeny). K manipulačním prostředkům patří také manipulační pomůcky (svěrky, sochory, zvedací pásy, řetězy, odsávací zvedače, hřebenové zvedáky, stojany, kladky, mobilní žebříky, montážní plošiny), které slouží k usnadnění činnosti při ruční nebo mechanizované manipulaci. 2.8 Břemeno Břemeno je hmota nebo látka, která je charakterizována fyzikálními veličinami (tvarem, rozměry, hmotností, objemem, teplotou, skupenstvím, konzistencí), vlastnostmi ovlivňující způsob manipulace (vytvořenými podmínkami, například polohou těžiště a úchopovými možnostmi, výřezy pro vložení prstů, madla, háky, oka apod.) a stavem ovlivňujícím nebezpečí jeho poškození a negativního ovlivnění prostředí (sypké hmoty, křehká břemena, kapaliny výbušné látky, lepkavé povrchy, kluzké povrchy a pod.) při manipulaci a dopravě tohoto břemena. Pohyb břemena je realizován: Pohyb břemena se děje cyklicky nebo kontinuálně. Pohyb břemena je realizován s přítomností člověka nebo bez jeho přítomnosti. a) trvalým působením strojního zařízení na břemeno (dopravník); b) řízeným působením vhodného média (sací rýpadla využívají vody nebo vzduchu); c) počátečním působením strojního zařízení nebo jeho části (strčení do břemena, vystřelení, odhození); e) působením gravitace (skluzy, plavení dříví v plavebních kanálech).
17
Způsoby manipulace a dopravy břemena: a) břemeno je drženo nebo podpíráno (ruce, pracovní adaptér – nástroj, prostřednictvím obalu – přepravního prostředku); b) břemeno se posunuje po podložce, pokud je ve stavu sypkém, může to být s ohraničením nebo bez ohraničení (tření smykové, valivé, válečkový dopravník); c) břemeno je unášeno podložkou (pásový dopravník); d) břemeno se pohybuje vzduchem (na základě krátkodobého působení síly, například mechanické – sněhová fréza, výfuk štěpkovače, pneumatické a explozívní – dělová koule); e) břemeno je unášeno po vodě nebo ve vzduchu; 3 Obecná pravidla pro dopravu a manipulaci materiálu a břemen Doprava a manipulace zahrnují pracovní operace, při kterých je: a) zvláštním, odborným způsobem záměrně přemísťován různorodý materiál nebo břemena; b) materiál je přemísťován na určitou vzdálenost v prostředí; c) zajištěna bezpečnost pracovníka, který s materiálem a břemeny manipuluje, dopravuje je a také ostatních osob; d) uchopeno nebo dopravováno právě určité množství, a velmi často maximálně možné množství, materiálu; e) břemeno přemístěno pouze po stanovené dráze; f) materiál přemístěn beze ztrát; g) břemeno uloženo na přesně stanovené (ohraničené) místo (na dopravní prostředek, do regálu), resp. do místa určení, h) břemeno přemístěno a dopraveno bez poškození; i) materiál a břemeno přemístěno bez ovlivnění (například poškození) místa a okolí, ve kterém je s materiálem manipulováno; j) břemeno uloženo velmi přesně se zajištěním jeho stability; k) zajištěno, aby nebylo negativně ovlivněno životní prostředí (vysypání škodlivých látek, vylití ropných produktů); Z hlediska zastoupení člověka při realizaci materiálového toku (organizovaný pohyb materiálu) lze rozdělit manipulaci na: 1. Ruční manipulaci, kterou vykonává pracovník (manipulace prostřednictvím rukou a nohou, popřípadě dalších částí lidského těla); 2. Mechanizovanou manipulaci, kterou vykonává pracovník prostřednictvím manipulačního zařízení, nebo kterou vykonává robot, což je automatizovaný systém manipulace (manipulace prostřednictvím manipulačních zařízení = zařízení pro ložné, dopravní, skladovací a zdvihací operace). 3. Kombinace člověka strojního zařízení (Exoskelet eLEGS) Exoskelet eLEGS pohánějí lithium-iontové baterie a jeho ovládání zajišťuje promyšlené rozhraní vybavené senzory pohybu a počítačem, které zpracovává pohybové úmysly člověka a vyhodnocuje jeho záměry. Výsledkem souhry člověka a stroje pak je precizní koordinace pohybu všech součástí exoskeletu. Zařízení je vyrobené z oceli a
18
uhlíkových vláken a kompletní váží přibližně 20 kilogramů. Baterie eLEGS na jedno nabití vydrží šest hodin nepřetržité chůze. HULC, neboli Human Universal Load Carier umožní vojákovi nést na svých zádech až 100 kilový batoh a přitom se v horském terénu ani nezadýchat. Společnost Berkeley Bionics zároveň vyvíjí modernizovanou komerční verzi eLEGS pro každodenní chůzi, která by měla být na trhu snad už v roce 2013. Při manipulaci s materiálem (břemeny) hrají důležitou roli následující faktory: a) pracovní nástroj, který se podílí na uchopení, držení a vyložení materiálu (hák, drapák, ruce pracovníka); b) způsob ovládání pracovního nástroje, včetně přenosu sil (pracovníkem přímo nebo zprostředkovaně ovladači a rozmanitým přenosem sil); c) konstrukce mechanizačního zařízení (nosnost, průchodivost podvozku, plošina, vidle, svěrný drapák); d) vlastnosti manipulovaného materiálu (konzistence, tvar, rozměry, hmotnost, objem); e) prostředí, ve kterém je materiál manipulován (povrch, šířka uliček, nutnost překonávání schodiště na trase, povětrnostní vlivy); f) doplňková zařízení zajišťující bezpečnost práce a neporušenost materiálu (možnost fixace materiálu, brzdy na kolech, podvozek na sudy s překlápěčem); g) prostředky a zařízení zajišťující návaznost prací (paleta, kontejner, podvozek se záchytnými oky pro lano jeřábu). Při dopravě nákladu (jedno nebo soustava břemen) hrají důležitou roli následující faktory: a) část dopravního zařízení, která se podílí na podepírání, sevření, uložení, držení a vyložení materiálu (korba, plošina, oplenový přívěs, možnost vyklápění a varianty vyklápění); b) konstrukce dopravního zařízení (nosnost, průchodivost, charakter korby, plošiny, konstrukční rychlost) a jeho technický stav; c) vlastnosti dopravovaného materiálu a břemen (konzistence, tvar, rozměry – překročená ložná míra, hmotnost, objem); d) charakter dopravní trasy (povrch, šířka, výška podjezdů, stoupání, hustota provozu, povětrnostní vlivy, legislativní omezení); e) doplňková zařízení zajišťující bezpečnost práce a neporušenost břemen po dobu dopravy (možnost fixace materiálu na korbě – plošině); f) schopnost řidiče ovládat dopravní zařízení (schopnost vyrovnat se s faktory prostředí, únava a zdravotní stav, mentální kapacita). 3.1 Zásady při dopravě a manipulaci a) Zásada přímých a nejkratších dopravních a přepravních cest v dopravním procesu. Přímé a nejkratší dráhy, po kterých dochází k dopravě, bez křižování a zastávek, jsou základní podmínkou ke zkrácení přepravních časů. Předpokladem jsou i optimální prostorové a terénní podmínky. b) Zásada vyloučení nadbytečných manipulací s materiálem a obtíží při uchopování břemena manipulačními zařízeními prostředky.
19
V praxi to znamená, že se uskutečňují manipulační operace tak, že je zabráněno dalším manipulačním úkonům (základní pracovní operace zahrnují nakládání, ukládání do stabilizované polohy, včetně připevnění a vykládání břemena). Nakládací místo a skládka musí být uspořádána v souladu s technickými a konstrukčními možnostmi pracovního adaptéru manipulačního prostředku, resp. pracovní adaptér musí být těmto podmínkám přizpůsoben. Také musí být přihlédnuto k charakteru břemena. Břemeno musí svým charakterem a rozměry odpovídat předpokládanému místu vykládky. Malé přepravní prostředky (například obaly) by měly být nahrazeny velkými. Například pytle by měly být nahrazeny „big vaky“ a břemena by měla být ukládána na palety a do kontejnerů. Sníží se počet pracovníků pro manipulaci s pytli, kteří budou nahrazeni manipulačním zařízením, sníží se také počet manipulačních zařízení (například při kontejnerizaci). c) Zásada rytmičnosti a plynulosti materiálového toku. Manipulační zařízení musí být neustále v činnosti, bez přerušení činnosti vlivem prostojů technologického zařízení, obsluhy nebo vlivu prostředí (například otevírání závory, vrat, dávání přednosti jiné činnosti). Musí být vyřešena návaznost pracovních operací bez časových prodlev. Z linky by měli být, pokud je to možné, vyřazeni pracovníci obsluhující strojní zařízení (manuální pracovníci) a návaznost operací by měla být plně automatizovaná. d) Zásada optimální rychlosti přepravy. Základní faktory, které ovlivňují rychlost jízdy: a) b) c) d) e) f) g) h)
Stav cest (povrch); Legislativní úpravy (omezení rychlosti jízdy); Konfigurace terénu (stoupání, klesání, zatáčky); Překážky a omezení na trase (šířka, porost kolem, stavební práce, polní práce); Hustota provozu (omezení rychlosti pomalými dopravními zařízeními DZ); Povětrnostní podmínky (mlha, sníh, náledí) Konstrukce dopravního zařízení (dispozice výkonu, podvozek); Dispozice řidiče (vycvičenost, mentální kapacita)
Rychlost přepravy by se měla blížit maximální možné rychlosti, pokud je to možné, po celé dráze přepravy. K tomu je nutné vytvořit podmínky z hlediska povrchů, šířky, sklonů, přehlednosti a přímosti trasy. Rychlost přepravy závisí také na konstrukci dopravních zařízení (například o schopnostech podvozku dopravního zařízení překonávat překážky na dopravní trase rozhodne až okamžik, kdy na povrch terénu naprší a stane se kluzký). Například v terénu nebo na polních a lesních cestách s výtluky, s kamenitým povrchem, s příčnými a podélnými stružkami, s úzkými směrovými oblouky, s absencí výhyben (kde musí dopravní zařízení, tzn. souprava traktor + návěs, přívěs, při míjení couvat), s rozměrově nevyhovujícími odbočkami (kde je nutné opakovat nájezd dopravního zařízení, aby se vnitřní kola nedostala mimo vozovku), s nízkým stromořadím, s kmeny stromů vychýlenými do vozovky, se zasahujícími větvemi částečně nad vozovku, s prudkými výjezdy a sjezdy, s nadměrnou prašností povrchů apod., se průměrná rychlost dopravních zařízení pohybuje do 6 km.h-1. Na velmi dobrých, rovných cestách, kde se mohou dopravní zařízení bezpečně vyhnout, s přehlednými křižovatkami, s širokými směrovými oblouky,
20
s velkorozměrovými odbočkami, s rovným a bezprašným povrchem apod., se průměrná rychlost dopravních zařízení (automobilů) pohybuje nad 36 km.h-1. Stav přepravních tras (cest) je rozhodujícím kriteriem pro dodržení optimální rychlosti dopravy, například: - šířka (na úzkých je rychlost nízká); - stav povrchu (nerovnosti, prašnost a kluzký povrch snižují rychlost); - omezení z hlediska stavebního provedení (zúžené profily na můstcích, chybně řešené křižovatky, odbočky, stav železničních přejezdů); - stoupání a klesání (zejména prudké); - výskyt nepřehledných horizontů (rychlost jízdy musí být přizpůsobena tak, aby na vzdálenost, na kterou má řidič rozhled, bezpečně zastavil dopravní zařízení); - výskyt porostů kolem cest, křižovatek (rozhoduje stav údržby porostů); - výskyt dočasných překážek a omezení (skládky podél cest zasahující částečně do vozovky nebo omezující výhled); Další faktory snižující rychlost dopravy: - jízda zástavbou, kde je očekáván výskyt lidí; - hustota provozu (dávání přednosti na křižovatkách, míjení vozidel, jízda za pomalu jedoucím vozidlem); - legislativní omezení (DZ omezující rychlost jízdy, semafory, železniční přejezdy) - vliv ročních období a okamžitého počasí (mlha, námraza, hustý déšť); - pohyb ostatních účastníků na přepravní trase - schopnosti a dovednosti řidiče (únava, zdravotní stav). e) Zásada pravidelného provádění technologických a kontrolních operací během přepravy. Je třeba předejít problémům, ke kterým dochází na trase přepravy vlivem působení prostředí (málo únosný nebo kluzký povrch cesty po dešti, nedostatek osvětlení nebo naopak oslnění), mechanizačních prostředků na povrch dráhy (například vyjeté koleje na málo únosném terénu), nebo břemen na povrch cesty a v místě vykládky (přeplnění skládky, snížení manipulačních ploch). f) Zkrácení doby nakládky a vykládky použitím vhodných dopravních zařízení, prostředků a manipulačních zařízení a prostředků. Například sklápěcí přívěsy umožňují rychlejší vykládku materiálu. g) Na maximum využívat kapacity dopravních a manipulačních zařízení a prostředků. Promýšlet úpravu břemen tak, aby se na korbu dopravního prostředku vešel co největší počet. Využívat dispozice dopravních a manipulačních zařízení (konstrukční rychlost). Při manipulaci a dopravě používat v maximální míře dopravní zařízení, resp. manipulační jednotky (například více přepravních prostředků na paletě) s nejvyšší nosností. h) Promýšlet úpravu břemen pro snadnou manipulaci a využití manipulačních prostředků, resp. konstrukcí vhodných obalů dosáhnout snadnější manipulace (zkrácení času, zvýšení počtu břemen při jedné operaci).
21
j) Zásada optimálního počtu dopravních a manipulačních zařízení. Čím méně strojních zařízení je do technologické linky zařazeno, tím nižší je servisní náročnost a tím doba, kdy nemohou být provozována. k) Zásada nízké energetické náročnosti při používání dopravních a manipulačních zařízení na trasách. 1. Čím nižší četnost a délka dráhy pohybů směřujících směrem nahoru (překonávání gravitace), tím nižší energetická náročnost. 2. Čím méně zrychlujících pohybů (prudké rozjezdy) a brzdících sil (maření energie dodané), tím je energetická náročnost nižší (optimální plynulost dopravy). 3. Čím horší jsou povrchy, po kterých se dopravní zařízení pohybují (málo únosný povrch, kluzký povrch), tím je energetická náročnost vyšší (překonávání odporu valení, prokluz kol). 4. Čím delší je přepravní trasa, tím je vydáno více energie (například objemné materiály musejí být přepravovány velkokapacitními korbami, resp. měla by být snížena vzdálenost výroby břemen od místa jejich dalšího využití (spotřeby). l) Zabezpečení výkonnosti příjmu vykládacího místa tak, aby byla v souladu s výkonností předcházejících článků linky. Například výkonnost sklízecí mechanizace Qsm musí být v souladu s výkonností všech dopravních zařízení ∑Qdh a také s výkonností vykládacího (příjmového místa) Qvm. Qsm = ∑Qdh = Qvm
(t.h-1)
k) Zásada provozování dopravních a manipulačních zařízení ve správném technickém stavu. Správným technickým stavem odvozního zařízení zamezit prostojům vlivem poruchy zařízení. Využívání moderních technologií pro rychlé řešení oprav (například pro eliminaci ztrátových časů výměny kol při průrazu používat preventivní přípravek Optimaxx). Provádění plánovaných servisních prohlídek. l) Zásada provádění účinné kontroly jízdy a využívání dopravních zařízení. Sledování pohyb a činnost dopravních zařízení vhodnými vnitropodnikovými informačními systémy. Například Car Position Real Time Expanded se zobrazováním a zápisem dat o pohybu automobilu a jeho vybraných činnostech. Sledováním lze snížit, resp. odstranit neoprávněné jízdy a prostoje vozidel. Systémem Fleet management je zajištěno sledování vozového parku v reálném čase, čímž lze reagovat na aktuální situace v provozu i na možnosti operativního vytížení vozidel. Tímto systémem lze zkvalitnit služby zákazníkům (tracing = sledování pohybu zboží) a s předstihem lze řešit hrozící komplikace s dodávkou zboží. m) Zajištění odpovídajících pracovních podmínek operátorům a řidičům (vybavení kabiny dodávky, která slouží k rozvážce drobného zboží po městě, se musí lišit od vybavení kabiny vozidla, které zajišťuje vnitrostátní dopravu, resp. mezinárodní dopravu). Vybavení kabiny vozidla podpoří aktivní bezpečnost řidiče, čímž je eliminován vznik dopravní nehody, poškození vozidla a nákladu zboží a jména firmy. K tomu přispívá například klimatizace, ergonomická sedadla, nezávislé topení, odhlučnění kabiny, pohodlná lůžka ve spací kabině a podobně. 4 Možná rizika úrazů při manipulaci 4.1 Možná rizika úrazů při ruční manipulaci Vznik úrazu při ruční manipulaci je podmíněn následujícími oblastmi rizik:
22
a) nebezpečí spojené s dotykem břemene (ostré hrany = plechy, skla, dřevěné desky, vyčnívající hřebíky, vysoká teplota na povrchu břemena, možnost vytvoření třísky na dřevěném obalu břemena); b) nebezpečí vyvolané manipulací s břemeny (špatné úchopové možnosti = absence madel, výřezů pro vložení prstů, vysoká hmotnost, technický stav břemene = možnost destrukce, uvolnění části břemene, překlopení, vysmeknutí břemene a pád ); c) nebezpečí spojené s pracovním prostorem (kluzké podlahy = znečištěné jinou činností, nerovnost podlah, přejezdů mezi budovami, nesprávně provedená schodiště, překonávání schodů, nedostatečný manipulační prostor, možnost přiražení břemenem, chybné osvětlení, rozměry komunikací a uliček). d) Nebezpečí spojené s vysokou hmotností břemene (nadměrné úsilí ve fázi zdvíhání)
Možnosti odstranění uvedených rizik: 1) vybavení pracovníků osobními ochrannými pracovními prostředky; 2) úprava manipulačních prostorů (zvětšení, úprava komunikací); 3) úprava obalů a břemena pro zlepšení úchopových možností (madla, držadla, oka); 4) změna technologického postupu (manipulace technickými prostředky, zejména u břemen s vyšší hmotností); 5) Výběr pracovníků (zdravotní stav, pohlaví, věk, fyzické dispozice). Úprava manipulačních prostorů a komunikací Podle Nařízení vlády 101/2005 o podrobnějších požadavcích na pracoviště a pracovní prostředí musí být pracoviště po dobu provozu udržováno potřebnými technickými a organizačními opatřeními a ve stavu, který neohrožuje bezpečnost a zdraví osob. Například: a) podlahy musí být rovné a odolné proti poškození, na viditelných místech musí být tabulky určující maximální přípustné zatížení podlahy; b) otvory v podlahách musí být zakryty nebo hrazeny, nosnost poklopů musí odpovídat nosnosti okolní podlahy; c) průlezné otvory nesmějí mít žádný rozměr menší než 0,7 m ve stropech, než 0,6 m u málo používaných vstupních otvorů do šachet a kanálů; d) vrata musí být ve všech polohách bezpečná a snadno ovladatelná, aby křídla neohrožovala provoz na přilehlých komunikacích, aby při otevření byla zajištěna proti samovolnému zavření; e) u samočinně ovládaných vrat musí být provedena opatření, aby nedocházelo ke srážkám dopravních prostředků;
23
f) komunikace musí být stále volné a nesmějí být zužovány stavebními konstrukcemi, musí být čištěné, musí mít rovný povrch a protiskluzovou úpravu; g) u společných komunikací pro pěší musí být kolejnice zapuštěny do úrovně povrchu komunikace; h) šachty nebo jiné nebezpečné otvory povrchu komunikací musí být zakryty poklopy nebo mřížemi, jejichž šířka otvoru nepřesáhne 30 mm a jejichž nosnost musí odpovídat provoznímu zatížení; i) jsou-li komunikace přerušeny kývavými dveřmi, musí dveřní křídlo umožňovat průhled; j) vedou-li nad komunikacemi jiné komunikace nebo visuté dráhy, musí být zajištěny tak, aby osoby neohrožoval padající materiál; k) všechny komunikace musí být od ostatních ploch se stejnou úrovní barevně odlišeny ohraničujícími pluhy nebo jinou barvou povrchu; l) komunikace pro pěší musí být technicky řešeny s ohledem na počet osob, které je budou používat, vždy však musí být nejméně 1,1 m široké. Úprava obalů a břemena pro zlepšení úchopových možností Při přenášení břemen je celá ¼ úrazů způsobena tím, že pracovníkovi vypadne přenášený předmět z ruky a způsobí mu úraz dolní končetiny. Z hlediska prevence je potřeba: a) přizpůsobit vlastnosti břemena (tvar, hmotnost, rozměr); b) vytvořit optimální podmínky pro bezpečné uchopení a nesení břemena (manipulační pomůcky, doplňky obalů, zesílené transportní obaly); c) odstranit ruční přenášení a jeho nahrazení převážením ručním (dopravní vozíky) nebo strojním (dopravník, válečkové plošiny); d) nelze-li ruční přenášení odstranit, je potřeba realizovat změnu v technologii výrobního procesu (změnit výšku, ze které je břemeno zdvíháno a na kterou je pokládáno, vzdálenost přenášení, prostorové podmínky = liniové přenášení po rovině, optimalizovat frekvenci jednotlivých úkonů, aby nebyl pracovník vystaven neúměrné zátěži); e) výběr pracovníka (fyzické dispozice) nebo zvedání a nesení břemen dvěma pracovníky. Změna technologického postupu, zejména nahrazení ruční manipulace manipulačním zařízením Za součást ruční manipulace se považuje i používání ručních vozíků. K nejčastějším úrazům patří přiražení vozíkem ke zdi při tažení, převrácení vozíku a poranění pracovníka částí vozíku, zavalení pracovníka břemenem uvolněným (sesutým) z manipulačního zařízení, smyk vozíku, přejetí nohy pracovníka vlivem setrvačnosti vozíku, resp. gravitačním pohybem manipulačního zařízení, uklouznutí a pád pracovníka při tažení vozíku. Z hlediska prevence je potřeba:
24
a) zajistit, aby obsluha vozíku byla seznámena s technickými vlastnostmi vozíku a s bezpečným způsobem jeho ovládání a údržby; b) ve všech možných případech respektovat zásadu místo tažení vozíku vozík tlačit zezadu; c) nahrazovat vozíky novými vozíky s brzdou (zejména u převážení hmotných nákladů na svazích), i na rovné ploše je někdy třeba zastavit vozík co nejdříve. Nejlepším řešením je vozík se samočinnou brzdou, působící v okamžiku, kdy přestane působit tlačná síla na madlo (všechny ruční vozíky o celkové hmotnosti vyšší než 400 kg musí být vybaveny brzdou); d) sledovat správné umístění nákladu, rovnoměrnost rozmístění nákladu po celé ploše, zajištění nákladu proti sklouznutí a pádu z vozíku, volba těžiště nákladu tak, aby náklad nebyl příčinou převrácení vozíku; e) vybavení vozíku ochrannými a zabezpečovacími prvky (odsouvače nohou umístěné před a za každým kolem, boční chrániče rukou u držadel); f) zajistit odpovídající technický stav podlah a komunikací vzhledem k používanému manipulačnímu zařízení, resp. výběr mechanizačního zařízení pro dané prostředí (tvar, provedení kol, obruče se zvýšenou adhezí, pneumatiky se soft směsí, kola odolná chemickým látkám). 4.2 Možná rizika úrazů při manipulaci manipulačním zařízením 4.2.1 Bezpečnost práce při manipulaci se stroji Bezpečnost práce při manipulaci se stroji je zajištěna respektováním zákazu vykonávat následující činnosti: 1. Ovládat a uvádět do provozu stroj bez patřičného oprávnění (řidičské, průkaz jeřábníka, zdvihacího zařízení, motorového vozíku); 2. Uvádět do chodu a používat stroj, jsou-li kromě obsluhy na stroji nebo v jeho nebezpečném dosahu další lidé nebo stroje s obsluhou; 3. Uvádět do chodu a používat stroj, je-li odmontováno nebo poškozeno některé ochranné zařízení; 4. Odstraňovat za chodu stroje předměty (překážky v činnosti stroje) z nebezpečných míst, pokud to není technicky řešeno bezpečně; 5. Dotýkat se pohybujících částí stroje tělem nebo předměty drženými v ruce (kromě případů, které povoluje návod k obsluze); 6. Pracovat se strojem za nedostatečné viditelnosti (mlha, noc, uzavřené prostory chybně osvětlené umělým osvětlením); 7. Přemísťovat a přepravovat pracovníky na stroji nebo v jeho pracovním zařízení (týká se motorových vozíků a manipulačních vozíků); 8. Pohybovat pracovním zařízením nad pracovníky nebo nad obsazenou kabinou operátora stroje; 9. Pracovat se strojem a pracovním nástrojem v místě, na které není z místa ovládání nástroje (pracovního adaptéru) vidět; 10. Pohybovat se se strojem nebo s jeho pracovními zařízeními nebo vyčnívajícími částmi břemen v ochranném pásmu elektrického vedení (pokud není učiněno opatření); 11. Opustit místo obsluhy stroje, je-li stroj nebo jeho pracovní zařízení v činnosti;
25
12. Používat SZ (zejména čištění, údržbu a opravy), není-li SZ a jeho pracovní zařízení zajištěno před samovolným pohybem a náhodným uvedením v činnost a není-li vyloučen styk pracovníků s pohybujícími se částmi stroje; 13. Pohybovat se po SZ mimo určené přístupy a prostory; 14. Vyřazovat z činnosti bezpečnostní, ochranné a pojistné zařízení a měnit jejich předepsané parametry; 15. Používat otevřený oheň (nekouřit !) při kontrole a čerpání pohonných hmot a při používání hořlavin (čistící prostředky, ředidla, laky); 16. Stroj používat pouze k účelům, pro které byl vyroben 4.2.2 Zásady bezpečnosti práce při provozování manipulačních zařízení Je zakázáno: 1. Umísťovat do kabiny stroje jakékoliv volně ložené věci (lana, nářadí, maziva, lahve, špalky), vše musí být uloženo v příslušné schránce; 2. Provádět opravy na podvozku stroje, pokud není zajištěn proti samovolnému pohybu; 3. Ovládat stroj a nesené břemeno nedovoleným způsobem vyvolávajícím nežádoucí rozhoupání pracovního zařízení nebo celého stroje; 4. Pojíždět se strojem v málo únosné půdě a v takové vzdálenosti od okraje svahů a výkopů, kde by mohlo dojít ke zřícení stroje; 5. Je-li stroj v pohybu, nesmí se nikdo zdržovat v nebezpečném okruhu kolem stroje; 6. Pod svahem (stěnou) může stroj pojíždět v takové vzdálenosti, aby nevzniklo nebezpečí zasypání (vyvolané účinkem stroje); 7. Při práci stroje vybaveného více pracovními zařízeními musí být nepoužívané pracovní zařízení v přepravní poloze a mechanicky zajištěno; 8. Při práci více strojů na jednom pracovišti musí být mezi nimi zachovaná taková vzdálenost, aby nedošlo ke vzájemnému ohrožení; 9. Je-li nutné při nakládání manipulovat pracovním zařízením stroje nad kabinou řidiče, nesmí se v ní zdržovat pracovník; 10. Ložná plocha dopravního zařízení musí být nakládána rovnoměrně; 11. Při pojíždění s břemenem musí být pracovní zařízení ve stanovené přepravní poloze, aby nedošlo k nebezpečné ztrátě stability stroje a omezení viditelnosti z kabiny (z místa operátora), pokud břemeno brání ve výhledu, musí být přesun realizován opačným směrem; 12. Obsluha stroje nesmí opustit stroj, pokud není pracovní zařízení spuštěno na zem nebo umístěno v předepsané pracovní poloze a mechanicky zajištěno; 13. Při hrnutí horniny nesmí břit dozerového zařízení přesáhnout přes okraj svahu nebo výkopu; 14. Přejíždět elektrické kabely ležící na vozovce, pokud nejsou vhodně chráněny proti mechanickému poškození; 4.2.3 Vybavení manipulačních mobilních strojů z hlediska bezpečnosti a) Zařízení pro kontrolu sklonu pojezdové roviny se signalizací nebo ukazatelem až do maximální hranice sklonu; b) Signalizace zapojení stroje na vnější elektrickou síť v kabině a u vstupu na stroj; c) Světlomety k osvětlení pracovního prostoru při práci za snížené viditelnosti musí být umístěny tak, aby osvětlovaly i prostor za strojem (pokud se pohybuje vzad); d) Stanovená výbava zdravotními prostředky;
26
e) Hasící přístroje odpovídající účinnosti (hmotnost a charakter náplně pro daný stroj); f) Nejméně dva zakládací klíny, jedná-li se o stroj na kolovém podvozku. 5 Zvyšování technicko ekonomické úrovně manipulace s materiálem Opatření v oblasti zvyšování technicko ekonomické úrovně manipulace s materiálem jsou investiční a neinvestiční povahy. 5.1 Opatření v oblasti zvyšování technicko ekonomické úrovně manipulace s materiálem investiční povahy Mají zpravidla dlouhodobý charakter a zahrnují: a) zvýšení výkonnosti manipulační techniky růstem technické úrovně používaných dopravních a manipulačních zařízení a prostředků (zrychlení jízdy, zvětšení nosnosti, dosahu, zkrácení dílčích časů > zvedání, spouštění lopaty, výložníku, otáčení stroje); b) komplexní nebo dílčí změny v technickém zabezpečení dopravy a manipulace v zaváděním nových zařízení ve prospěch plynulosti materiálového toku (sladění výkonností jednotlivých zařízení v technologické lince) a využívání automatizace (zkrácení času); c) růst technické úrovně používaných dopravních a manipulačních zařízení a prostředků ve prospěch snížení spotřeby energií; d) snížení ztrát při dopravě a manipulaci s materiálem růstem technické úrovně používaných dopravních a manipulačních zařízení a prostředků (vhodnější pracovní adaptéry). 5.2 Opatření v oblasti zvyšování technicko ekonomické úrovně manipulace s materiálem neinvestiční povahy Reagují především na nedostatky v organizaci a řízení manipulačních prací a zahrnují: -
využívání výpočetní techniky a účelných plánovacích metod; zlepšení pracovních podmínek a pracovního prostředí; zdokonalení způsobů využívání mechanizačních zařízení a manipulačních zařízení (využívání pracovních adaptérů, využití všech schopností techniky); - zvýšení výkonnosti používané techniky změnou technologického postupu (organizace práce) – zvětšení objemu nebo hmotnosti břemen, zkrácení pracovních cyklů změnami v postavení mechanizace = zkrácení dráhy pojezdu > optimalizace materiálového toku ; - zvyšování odborných znalostí pracovníků podílejících se na manipulaci; - využívání ekonomických stimulů pro dosažení aktivní účasti pracovníků na prováděných operacích; 5.3 Hlavní faktory zvyšování technicko ekonomické úrovně dopravy a manipulace s materiálem Podle způsobu činnosti se rozlišuje dopravní a manipulační zařízení pracující kontinuálně nebo cyklicky. Kontinuálně pracují například dopravníky, cyklicky pracují nakladače. 5.3.1 Výkonnost manipulační a dopravní mechanizace pracující cyklicky
27
Do této skupiny patří stroje, které pracují s dílčími úkony (jízda, zdvíhání, vysýpání, nabírání, uchopování, nakládání), resp. s přerušovanou činností pracovního adaptéru. Například nakladač zahajuje cyklus tím, že vjíždí s lopatou skloněnou do skládky, se současným přiklápěním a zvedáním nabere materiál, vyjíždí ze skládky, přemístí se po určité dráze do místa, kde zvedá výložník a vysypává materiál a vrací se zpět do místa náběru, kde jeden cyklus ukončí. 5.3.1.1 Teoretická hmotnostní výkonnost cyklicky pracujícího zařízení 3600 . m Qm = -----------(kg.h-1) T kde: m - maximální hmotnost břemene (kg) T - minimální čas jednoho cyklu nakládání (s) 5.3.1.2 Teoretická objemová výkonnost cyklicky pracujícího zařízení 3600 . V (m3.h-1) Qm = -----------T kde: m - maximální objem přepravovaného materiálu T - minimální čas jednoho cyklu nakládání
(m3) (s)
5.3.1.3 Skutečná výkonnost objemová cyklicky pracujícího manipulačního zařízení 3600 . V. kp . kč Q = -------------------Tc
(m3.h-1)
kde: V - objem nakládaného materiálu (m3) kč - koeficient časového využití (například 0,65 – 0,83) Tc - čas cyklu nakládání (s) kp – součinitel plnění pracovního orgánu v případě sypkého materiálu 5.3.1.4 Skutečná hmotnostní výkonnost cyklicky pracujícího dopravního zařízení mn . 3600 . kč Q = ------------------Tc kde: mn – hmotnost nákladu Tc – čas cyklu Tc = tn + tL1 + ts + tL2 kde: tn – čas nakládání
(t . h-1) (t) (s) (s) (s)
28
tL1 – čas jízdy na složiště (s) ts – čas skládání (s) tL2 – čas jízdy do místa nakládání (s) L1 tL1 = ------ (s) v1 kde: L1 – délka odvozní cesty (m) v1 – průměrná rychlost jízdy (m.s-1) Výkonnost je limitována: a) Rozměry vozidel (podle legislativy); b) Hmotnostmi vozidel a souprav (podle legislativy a skutečnému stavu na předpokládané trase); c) Omezením maximální rychlosti jízdy (vzhledem k profilu terénu = výkon motoru, stavu vozovky = kluzký povrch, okamžité situaci na trase = křižovatky, přejezdy, semafory a legislativě); d) Situací a opatřeními na silnicích (šířková, výšková a hmotnostní omezení DZ). 5.3.1.5 Směnová výkonnost manipulačního zařízení Ts Qs = Vn . -------- . kč (m3.sm-1) Tc kde: Ts doba trvání směny (h) Tc doba trvání jednoho cyklu (h) Tc = t1 + t2 + t3 + t4 kde: t1 čas pro uchopení břemene t2 čas pro otáčení a zvedání břemene t3 čas pro umístění a složení břemene t4 čas na návrat do výchozí polohy koeficient využití času kč Vn průměrný objem břemene
(h) (h) (h) (h) (h) (0,7 - 0,85) (m3)
5.4 Hlavní faktory, které ovlivňují výkonnost dopravy a manipulace 1. m - hmotnost přepravovaného materiálu (souvisí s nosností) (kg); 2. V - objem přepravovaného materiálu (m3); 3. Tc - doba spotřebovaná na přepravu (s); 4. kč - součinitel charakterizující využití času (organizace práce = návaznost činností, prostoje); 5. - konstrukce mechanizačního zařízení (rozměry, poloměr otáčení, dílčí časy potřebné pro změnu polohy pracovního adaptéru – ovlivní Tc, dispozice výkonu energetického prostředku > ovlivní například rychlost jízdy a tím Tc);
29
6. - operátor (vycvičenost, dispozice ovládat stroj = mentální kapacita, indispozice zdravotní = zdravotní omezení, únava, lenost). 5.5 Opatření pro zvýšení výkonnosti dopravních zařízení 5.5.1 Užitečná hmotnost Užitečná hmotnost a nosnost přepravních, resp. manipulačních zařízení jsou údaje, které ovlivňují velikost hmotnosti přepravovaného materiálu (břemena). V legislativě (Vyhláška č.341/2002 Sb.) není tento pojem definován, ale pro potřeby výpočtů výkonnosti odvozních zařízení, je s ní v tomto textu uvažováno. Součinitel využití užitečné hmotnosti je ovlivněn hmotností přepravovaného materiálu a užitečnou hmotností dopravního zařízení, resp. nosností manipulačního zařízení. mm kuh = ------- = 1 mdp kde: - hmotnost přepravovaného materiálu (kg) mm mdp - užitečná hmotnost dopravního zařízení (kg) Pro velikost součinitele využití užitečné hmotnosti kuh dosahovanou při dopravních a manipulačních operacích musí být dodržen vztah: kuh ≤ 1 Je-li kuh < 1, není užitečná hmotnost dopravního zařízení využita, kuh = 1, je dopravní zařízení a manipulační zařízení optimálně využito. Nejčastěji se nákladní automobily rozdělují podle ložné plochy (prostoru): Valníková ložná plocha je tvořena ohraničeným ložným prostorem, který je nezakrytý nebo krytý plachtou, kolem ložné plochy jsou odnímatelná čela a bočnice; Ložná plocha sklápěcího automobilu je tvořena sklápěcí plošinou nebo korbou korýtkového tvaru. Jsou určeny především pro přepravu sypkých substrátů a materiálů. Jiným typem je dampr, který je vybaven sklápěcí korbou, zpravidla s ochranným krytem nad kabinou řidiče; Ložná plocha skříňového automobilu je tvořena uzavřeným ložným prostorem (skříň), který je oddělený od kabiny řidiče a je opatřen dveřmi; Speciální ložné plochy jsou konstruovány tak, aby byl dopravovaný náklad optimálně uložen, připevněn a byla možnost s nákladem bezpečně manipulovat (klanicová korba, cisterna na kapalné materiály). Zvýšení součinitele využití užitečné hmotnosti lze dosáhnout volbou vhodných dopravních a manipulačních zařízení, zvětšením ložného prostoru použitím nástaveb. 5.5.1.1 Povolené rozměry vozidel 1. Největší celková šířka vozidel smí být 2,55 m. Tuto šířku mohou přesahovat pouze sklopná zrcátka, pneumatiky v blízkosti styku s vozovkou.
30
2. Největší přípustná celková výška vozidla včetně nákladu je 4,00 m. (rozumí se jak motorové vozidlo, tak přívěs) 3. Celková délka jednotlivého vozidla s výjimkou návěsu může být nejvýše 12,00 m. 4. Nejvyšší přípustná celková délka návěsové soupravy je 15,50 m. 5. Nejvyšší celková délka přívěsové soupravy s jedním přívěsem je 18,00 m. 6. Největší přípustná celková délka přívěsové soupravy se dvěma přívěsy je 22,00 m. 5.5.1.2 Povolené hmotnosti vozidel Legislativní názvy podle Vyhlášky 341/2002 Sb. o schvalování provozu vozidel na pozemních komunikacích Největší povolená hmotnost - největší hmotnost, se kterou smí být vozidlo užíváno v provozu na pozemních komunikacích; Největší technicky přípustná hmotnost na nápravu - hmotnost odpovídající největšímu technicky přípustnému statickému svislému zatížení, kterým působí náprava vozidla na povrch vozovky; Největší technicky přípustná hmotnost vozidla - největší hmotnost vozidla daná jeho konstrukcí a hmotností nákladu podle údajů výrobce vozidla; Největší technicky přípustná hmotnost naložené jízdní soupravy - maximální hodnota součtu hmotností naloženého motorového vozidla a naloženého taženého přípojného vozidla daná konstrukcí motorového vozidla nebo hodnota stanovená výrobcem; Okamžitá hmotnost vozidla nebo jízdní soupravy - hmotnost zjištěná v určitém okamžiku při jejich provozu na pozemních komunikacích; Provozní hmotností vozidla - hmotnost nenaloženého vozidla s karoserií a se spojovacím zařízením (jen u tažných vozidel) v pohotovostním stavu nebo hmotnost podvozku s kabinou, pokud výrobce nemontuje karoserii nebo spojovací zařízení; Vozidlo v pohotovostním stavu - vozidlo s náplní chladicí kapaliny, oleje, 90 % paliva, 100 % ostatních náplní, nářadí, náhradního kola a řidiče (75 kg); u vozidel kategorie L se hmotnost řidiče nepřičítá. Povolené celkové hmotnosti vozidel a) Největší povolená hmotnost smí být nejvýše u motorového vozidla se dvěmi nápravami 18 tun; b) Největší povolená hmotnost smí být nejvýše u motorového vozidla se třemi nápravami smí být 25 tun; c) Největší povolená hmotnost smí být nejvýše u motorového vozidla se třemi nápravami, jeli hnací náprava vybavena dvojitou montáží pneumatik a vzduchovým pérováním 26 tun; d) Největší povolená hmotnost smí být nejvýše u motorového vozidla se čtyřmi a více nápravami 32 tun; e) Největší povolená hmotnost smí být nejvýše u přívěsů se dvěmi nápravami 18 tun;
31
f) Největší povolená hmotnost smí být nejvýše u přívěsů se třemi nápravami 24 tun; g) Největší povolená hmotnost smí být nejvýše u přívěsů se čtyřmi a více nápravami 32 tun; h) Hmotnost připadající na jednu nápravu u přívěsu nesmí přesáhnout 10 tun. Součinitel využití jízd kj Produktivní jízdou dopravního zařízení je jízda s nákladem. Poměr mezi vzdáleností ujetou s nákladem Ln a celkem ujetou vzdáleností Lc charakterizuje účelnost realizovaných jízd. Nazývá se součinitel využití jízd kj. Ln kj = -------- = 1 Lc Je-li kj = 1, dopravní zařízení jezdilo stále naložené. Jízda s nákladem je většinou totožná s přepravní vzdáleností Lp, což je nejkratší možná vzdálenost mezi místem nakládky a vykládky materiálu. Přepravní vzdálenost je ovlivňovaná mnoha faktory (například přírodními podmínkami, stavem silniční sítě, dopravním omezením, hmotností nákladu). 5.5.2 Přepravní vzdálenost Přepravní vzdálenost je ovlivněna mnoha faktory (druh materiálového toku, prostředí, přírodní podmínky, stavební dispozice). Zkrácení přepravní vzdálenosti lze realizovat napřímením materiálových toků, optimálním rozmístěním skládek, účelnou volbou přepravních tras, stavebními úpravami objektů a dopravních cest. 5.5.3 Technická rychlost Technická rychlost je ovlivněna volbou dopravních tras (snížení rychlosti vzhledem ke složitému terénu) a prostředím při manipulaci (stavební omezení, nedostatečný výhled operátora, složité trasy). Technická rychlost vt je poměr ujeté vzdálenosti k době jízdy podle vztahu: Lc vt = ------Tj kde: Lc - celkem ujetá vzdálenost Tj - čas potřebný na jízdu
(km.h-1) (km) (h)
Přičemž: Lc = Ln + Lo (km) kde: Ln - ujetá vzdálenost s nákladem Lo - ujetá vzdálenost bez nákladu Tj = Tjn + Tjo kde:
(km) (km)
(km)
32
Tjn Tjo
- čas jízdy s nákladem - čas jízdy bez nákladu
(h) (h)
Je patrné, že technickou rychlost lze zvýšit tím, že se sníží časy na jízdu s nákladem a bez nákladu. Toho lze dosáhnout přechodem na dopravní zařízení s vyšší rychlostí a volbou (úpravou) dopravních tras, které umožní dosáhnout maximální možnou rychlost jízdy (legislativa, konstrukční rychlost).
Průměrná technická rychlost Průměrnou technickou rychlost ovlivňuje řada faktorů, především druh dopravního zařízení (výkon motoru, typ podvozku), jízdní podmínky (stoupání, cesty z hlediska průjezdnosti a povrchu vozovky), hmotnost nákladu, ale i zkušenosti řidiče, jeho mentální kapacita a dovednosti při řízení automobilu. Průměrné technické rychlosti se pohybují v závislosti na odvětví. Například v zemědělství je průměrná rychlost nákladních automobilů 32 – 46 km.h-1, u traktorové dopravy je to 15 – 22 km.h-1 na dobrých cestách. Na plánované dopravní trase je potřebné rekognoskovat výskyt dopravních značek, které zakazují a omezují vjezd dopravním zařízením (nákladním automobilům). Zákazy se týkají: a) Vyznačených druhů vozidel; b) Okamžité hmotnosti vozidla, resp. okamžité hmotnosti připadající na nápravu; c) Rozměrů vozidla (šířky, výšky, délky); d) Přepravy nebezpečných nákladů a nákladů ohrožujících zdroje vody; e) Další omezení v závislosti na dni v týdnu a ročním období (dálnice, silnice 1. třídy). 6 Systémy manipulace, dopravy a skladování materiálu využívající přepravní jednotky Systémy manipulace, dopravy a skladování materiálu využívající přepravní jednotky odstraňují namáhavou ruční práci, zvyšují výkonnost manipulačních a dopravních zařízení. Přispívají ke zvýšení bezpečnosti práce, ke zlepšení pracovních podmínek a hygieny. Umožňují komplexně mechanizovat ložné, přepravní a skladovací operace, zkracují prostoje dopravních zařízení, snižují náklady na obaly a chrání břemena před působením vnějších vlivů prostředí (konzervační obaly) a jejich poškození. Zavedení přepravních jednotek do systému vyžaduje vytvořit návaznost technologických operací ve všech navazujících manipulačních soustavách. Například při kombinaci ruční manipulace a dopravou dopravníky, dopravou kolejovou a bezkolejovou, nakládkou a vykládkou, vykládkou a skladováním, plněním, vážením a balením. 6.1 Manipulační a přepravní jednotky Manipulační a přepravní jednotky usnadňují dopravu, manipulaci a skladování břemen. Umožňují manipulaci a ukládání více břemen ve větší objemově ucelenou jednotku, s níž se může manipulovat jako s jedním břemenem (kusem). Pomocí manipulačních jednotek se fixují břemena do předem stanoveného tvaru. Tento tvar je optimalizován pro ukládání na dopravní zařízení (korby), pro stohování a pro manipulaci manipulačním zařízením (zdvižný
33
vozík). Je to například kontejner, paleta, zásobník na sypké hmoty, vak, nájezdové můstky, kartonové krabice, válečková trať, malé plastové kontejnery – uzavíratelné nádoby, plastové přepravky atd. Jsou to také prvky, které usnadňují vykonat dopravu (přepravu) břemen pomocí dopravních zařízení. Manipulační jednotky jsou také dopravními prostředky (palety s uloženými břemeny, kusový materiál urovnaný na paletě) a skladovacími prostředky. V paletách a velkoobjemových vacích je možné přepravovat veškeré materiály, se kterými lze manipulovat sypáním, litím. Manipulační jednotky lze z hlediska požadavků obchodní logistiky kategorizovat hierarchickým způsobem: 1. Manipulační jednotka nultého řádu – je možné za ni pokládat zboží ve spotřebitelském obalu, které i pro ruční manipulaci je soustřeďováno do manipulačního obalu či přepravního prostředku. 2. Manipulační jednotka I. řádu je pokládána za základní – je uzpůsobena pro ruční manipulaci, většinou s maximální hmotností 15 kg. Požaduje se, aby procházela všemi články logistického řetězce až po konečnou fázi bez potřeby ji dělit na menší části. Přepravním prostředkem je přepravka, ukládací bedna nebo vhodný obalový materiál (karton, plastový přebal fólií). 3. Manipulační jednotka II. řádu je odvozenou jednotkou sloužící pro mechanizovanou (automatizovanou) přepravu nebo manipulaci. Podle použití se jedná o jednotku skladovací, expediční, přepravní. Je složena z většího počtu manipulačních jednotek I. řádu. Cílem je snížení manipulační náročnosti. Přepravním prostředkem je převážně paleta, užitná hmotnost 250–1000 kg, druhým nejčastějším prostředkem je roltejner s užitnou hmotností 160–250 kg; manipuluje se převážně mechanicky. 4. Manipulační jednotka III. řádu – je odvozenou jednotkou sloužící pro mechanizovanou manipulaci a výhradně pro dálkovou přepravu – většinou v kombinované dopravě námořní, železniční, vodní, silniční, popř. letecké. Přepravními prostředky jsou převážně velké kontejnery a výměnné nástavby. Celková hmotnost je obvyklá 10–30 tun, náklad tvoří jednotky II. nebo I. řádu. Manipulují se výhradně mechanicky pomocí jeřábů a speciálních vozů či vozíků. 5. Manipulační jednotka IV. řádu – je odvozenou přepravní jednotkou určenou pro dálkovou kombinovanou vnitrozemskou vodní a námořní přepravu v tzv. bártrových systémech. Hmotnost 400–2000 tun. 6.1.1 Požadavky na manipulační jednotky: a) poskytovat ochranu břemenům; b) disponovat vhodnými rozměry pro manipulaci s nimi; c) umožnit jejich stohovatelnost; d) umožnit dobrou manipulovatelnost; e) poskytovat stabilitu při manipulaci a dopravě prostřednictvím dopravních zařízení; f) umožňovat snadnou údržbu a čištění; g) poskytovat úsporu při přepravě prázdných přepravních jednotek; h) umožňovat jejich ekologickou likvidaci; i) disponovat požadovanými vlastnostmi po celou dobu jejich životnosti;
34
6.1.2 Paletová manipulační a přepravní jednotka Paletová manipulační a přepravní jednotka je soustava břemen, balených nebo nebalených, uspořádaných na paletě určeným způsobem, správně připevněných k paletě tak, aby nedocházelo k jejich posunu při manipulaci běžnými manipulačními zařízeními, s níž lze manipulovat jako s jedním celkem.
6.1.3 Nepaletová manipulační jednotka Nepaletová manipulační jednotka je seskupený náklad, opatřený prvky umožňujícími manipulaci manipulačními zařízeními z nejméně dvou protějších stran zdvižnými vidlicovými vozíky a manipulaci závěsnými zdvihacími zařízeními (například velkoobjemové vaky). 6.2 Palety Paleta je pevná horizontální plošina s minimální výškou vhodnou pro manipulaci vidlicovým nízkozdvižným vozíkem nebo vidlicovým vysokozdvižným vozíkem nebo jiným vhodným manipulačním zařízením, používaná jako základna pro kompletaci, stohování, skladování, manipulaci a přepravu zboží a nákladů. Palety jsou přepravní, skladovací a nosné prostředky určené pro vytvoření podložky pro manipulovaný a dopravovaný materiál, čímž se vytvoří manipulační jednotka. Plošně mají rozměry 800 × 1 200 mm, ložný objem může být až 1 m3. Palety jsou všeobecně určeny při plném využití užitečné hmotnosti pro čtyřvrstvé stohování do nejvyšší výšky 4 metry, kromě palet s užitečnou hmotností 3200 kg, které lze stohovat pouze ve třech vrstvách. Tabulka 1 - Základní technické údaje o paletách EUR Druh palety Prostá paleta dřevěná Lisovaná dřevěná paleta Plastová paleta plná Plastová paleta odlehčená Plastová paleta roštová Ohradová paleta s kovovými nástavci
Vlastní hmotnost (kg) 25 7,5 23 20 20 85
Nosnost (kg)
Půdorysné rozměry (mm)
1500 250 4500 500 1000 1500
1200 x 800 x 140 1200 x 800 x 140 1200 x 800 x 150 1200 x 800 x 130 1200 x 800 x 145 970 x 1240 x 835
6.2.1 Paletizace Paletizace je systém manipulace s materiálem spočívající v používání přepravních plošin, ukládacích beden, přepravek a jiných prostředků vhodných k vytváření manipulačních jednotek pro uplatnění mechanizační a automatizačních zařízení pro manipulaci s břemeny. Paletizace představuje manipulační soustavu, která je používaná pro ukládání materiálu na palety. Paletizace snižuje počet manipulačních jednotek a tím zvyšuje
35
produktivitu práce. Předměty ukládá na paletu výrobní dělník, dělník v dopravě nepřijde do styku s jednotlivými předměty. Paletizace zlepšuje i využití prostoru stohováním. Dalším prostředkem paletizace jsou nástavby určené pro stohování palet naložených materiálem, který nelze stohovat volně. 6.2.2 Rozdělení palet podle druhu materiálu, ze kterého jsou vyrobeny a) Dřevěné palety (na jednorázové použití a vícenásobné použití, resp. vratné a nevratné); b) Plastové palety; c) Metalické palety (ocel, hliník). 6.2.2.1 Dřevěné palety Dřevěné palety jsou konstruovány jako vratné nebo nevratné. Sleduje se, zda je paleta odolná vůči přenosu dřevokazného hmyzu, bakterií, plísní a dřevokazných hub. 6.2.2.2 Plastové palety Plastové palety umožňují použití v potravinářství (maso, masné výrobky, drůbež, pečivo), chemickém průmyslu a farmaceutickém průmyslu. Používané plasty odolávají vlivům škodlivých činitelů, mají dlouhou životnost, jsou nenasákavé, snadno omyvatelné, jsou odolné vůči působení chemikálií, mají dobré mechanické vlastnosti a nízkou hmotnost. Rozměrová stabilita a stálá hmotnost usnadňují přesné skladování. Plastová paleta EOS Light: dynamická nosnost (kg) 750 barva šedá d x š x v (mm) 1200 x 800 x 155 hmotnost (kg) 6,6 statická nosnost (kg) 1500 lehká, děrovaná paleta podepřená na 9 bodech odpovídá zpřísněným fytosanitárním předpisům není potřeba ošetření a dezinfekce před exportem ekologicky nezávadná odolná vůči klimatickým vlivům, vlhkosti, plísním možnost recyklace poškozených palet Plastová paleta EOS Heavy: dynamická nosnost (kg) 1250 skladovací nosnost 250 d x š x v (mm) 1200 x 800 x 150 hmotnost (kg) 23 statická nosnost (kg) 4500 plná plocha ekologicky nezávadná, tepelná odolnost -250C až + 400C odolná vůči většině chemikálií, olejům a ředěným kyselinám odolná vůči klimatickým vlivům, vlhkosti, plísním možnost recyklace poškozených palet
36
provedení se 3 podélnými ližinami lehce čistitelný povrch tlakovou vodou 6.2.2.3 Metalické palety Metalické palety jsou vyráběny z ocelových nebo hliníkových profilů svařováním. Vyznačují se odolností vůči chemikáliím, jsou snadno omyvatelné, nenasákavé, nehořlavé, mají dlouhou životnost.
6.2.3 Rozdělení palet z hlediska umožnění manipulace s vidlicovým zařízením zdvižných vozíků se rozdělují na: a) Dvoucestné (paleta umožňující zasunutí vidlice vysokozdvižných a nízkozdvižných vozíků pouze ze dvou protilehlých stran) b) Čtyřcestné (lze do nich zajíždět vidlicovým zařízením ze čtyř stran) S paletami je manipulováno: a) Nízkozdvižnými vozíky s ručním pohonem, s akumulátorovým pohonem, s ručním zdvihem nebo s hydraulickým zdvihem. b) Vysokozdvižnými vozíky s ručním pohonem, s akumulátorovým pohonem, s ručním zdvihem nebo s hydraulickým zdvihem. 6.3. Rozdělení manipulačních a přepravovaného materiálu – břemen
přepravních
jednotek
z hlediska
ochrany
6.3.1 Otevřené manipulační a přepravní jednotky Jsou takové jednotky, které jsou tvořeny pevnou horizontální plošinou s minimální výškou vhodnou pro manipulaci vidlicovým nízkozdvižným vozíkem nebo vidlicovým vysokozdvižným vozíkem nebo jiným vhodným manipulačním zařízením. Slouží jako základna pro uložení břemen, která nejsou bočně jištěna proti posunutí. Zajištění proti posunutí musí být provedeno doplňkovými prostředky (vázací pásky s výztužemi, průtažné fólie, ocelové pásky, polyesterové pásky). 6.3.1.1 Ploché palety prosté Prostá paleta má základní rozměry 800 x 1200 mm, v rámci Evropského patentového společenství je vyhlášena jako paleta výměnná. V rámci ISO se používají palety o rozměrech 1000 x 1200 mm a 800 x 1000 mm. Rozměry palet vycházejí z mezinárodního modulu jednotky balení 400 x 600 mm. Nosnost dřevěné prosté palety je podle rozložení zátěže: a) 1000 kg, pokud je zátěž rozložena libovolně na horní ploše palety; b) 1500 kg, pokud je zátěž rozložena rovnoměrně na horní ploše palety; c) 2000 kg, pokud je zátěž v celistvé formě a doléhá plnou plochou na celou horní plochu palety.
37
6.3.2 Svírající a objímající manipulační a dopravní jednotky Jsou takové jednotky, které jsou tvořeny pevnou horizontální plošinou vhodnou pro manipulaci pomocí manipulačních a dopravních zařízení nebo pomocí ruční manipulace. Součástí pevné základny jsou zábrany, které zajišťují fixaci břemen. Zpravidla jsou to plné nebo mřížované stěny nebo rohové sloupky. Stěny a sloupky jsou buď pevné nebo částečně výklopné, resp. odnímatelné. Konstrukce musí umožnit uchopení jednotky (výřezy, madla pro ruce) při ruční manipulaci. 6.3.2.1 Skládací paletové kontejnery Skládací paletový kontejner je kompletní vratný balicí systém nabízející mnoho výhod a výrazných úspor proti nevratným alternativám. Zvyšuje bezpečnost při přepravě a umožňuje lepší hygienickou manipulaci. Je vyroben z expandovaného polyetylenu, je 100% recyklovatelný. Ve složeném stavu ušetří až 60% objemového prostoru. Je odolný vůči klimatickým vlivům, vlhkosti, plísním, snadno čistitelný povrch tlakovou vodou, plné dno se 4 kruhovými otvory (20mm), plné stěny, dvířka na kratší i delší straně. Rozměry (d x š x v) 1200 x 800 x 950 mm, hmotnost 57 kg. 6.3.2.2 Ohradové palety Ohradové palety jsou určeny k uložení materiálů v přepravním balení (sáčkované brambory, ovoce, zelenina) a pro přepravu materiálů volně ložených (obilí, granule, brambory, zelenina). Ohrazení je tvořeno galvanicky pokovenými nástavci ze síťoviny průměru drátů 6 a 8 mm, oka mříží 50 x 100 mm, sklopná dvířka. Rám je zesílený pro umožnění stohování. Z hlediska únosnosti jsou vyráběny v řadách: 500 kg – 1000 kg – 2000 kg – 3000 kg. Lze je stohovat až do pěti vrstev. Metalické ohradové palety se využívají pro manipulaci s nebezpečným odpadem. Rozměry palet (d x š x v) 840 x 640 x 600 mm, 1240 x 840 x 600 mm. 6.3.2.3 Sloupkové palety (rychlý stohovací skladovací systém) Jsou vhodné k uložení břemen, která neumožňují přímé stohování. Jsou tvořeny sloupky, které umožňují stohování nezávisle na stupni zaplnění palety břemeny. Jsou tvořeny základním rámem se čtyřmi sloupky v rozích, do nichž lze vkládat další základní rám, resp. pro prodloužení sloupků nasouvací trubky nebo čtvercové profily (záleží na provedení sloupků), na jejich konec se vloží další základní rám. 6.3.2.4 Přepravky a koše Přepravka je souborný název pro vratné rozvážkové bedny, opatřené otvory pro uchopení a konstruované pro stohování. Plastové přepravky jsou konstruovány v modelové řadě 600 x 400 mm s rozdílnými výškami. Jsou vyrobeny z polyetylénu (HDPE) a barviv, splňujících podmínky pro styk s potravinami. Přepravky jsou vyrobeny ze zdravotně nezávadného a plně recyklovatelného materiálu. Stěny a dno přepravky mohou být plné nebo s otvory, resp. sítem. Konstrukce přepravek zaručuje stabilitu při přepravě, jsou stohovatelné a mohou být opatřeny víkem. Pro ruční manipulaci jsou opatřeny madly s obvodovou výztuhou. Vyrábějí se pro širokou škálu objemů (od 3 litrů až po 165 litrů). Výšky přepravek jsou variabilní, například 131 mm, 162
38
mm, 220 mm, 324 mm, 420 mm. Nosnost přepravek je do 30 kg. Jsou používány v potravinářství, zemědělství, zahradnictví, ovocnářství. Jedná se například o přepravky na lahve, zeleninu, pečivo, masné výrobky a další drobný kusový materiál. Technické údaje přepravky objemu 40 litrů: Objem (l) 40, stohovací nosnost (kg) 150, d x š x v (mm) 580 x 400 x 300, hmotnost (kg) 2,4, nosnost (kg) 30.
Stohovatelné drátěné koše Jsou vyrobeny ze svařovaného pozinkovaného drátu. Jsou stohovatelné na sebe nebo volně ložitelné do regálů či na zem. Polootevřená přední strana umožňuje snadný přístup i ke stohovaným košům a rychlé plnění či odebírání obsahu. Díky průhledné mříži lze snadno zjistit obsah koše ze všech stran. Pro stohování na sebe není potřeba žádný spojovací materiál. Jako příslušenství lze doplnit o dělící mřížky nebo držáky etiket. Jsou vhodné pro mnoho skladovacích účelů. 6.3.2.5 Ukládací plastové boxy Ukládací boxy plastové jsou určeny pro ukládání drobného materiálu pro výrobu nebo montáž (spojovacího, elektronického, těsnícího materiálu). Jsou určeny pro samostatné stohování. Mohou být opatřeny víkem. Jsou odolné vůči olejům a kyselinám, vysokým a nízkým teplotám, mají tuhé boční stěny, jsou omezeně nárazuvzdorné, jsou vybaveny stěrbinou na popisek na přední straně boxů. Boxy je možné používat jako volně stojící, stohovatelné nebo do regálů. Vlastnosti: * Rozměry (v x š x h (mm)): 60 x 102 x 100; 75 x 102 x 160 ; 75 x 102 x 215; 82 x 137 x 160; 125 x 150 x 235; 150 x 205 x 352; 200 x 310 x 500; * polypropylen s vysokou odolností proti nárazům * barvy odpovídající hygienickým předpisům pro potraviny * odolné proti tukům, olejům, pryskyřicím, zásadám atd. * teplotně odolné v rozmezí -30°C až +90°C * 100% recyklovatelné 6.3.2.6 Ukládací kartonové boxy Jsou tvořeny z palety (dřevěné nebo dřevěné lisované) a kartonových nástavců z vrstvené lepenky, které jsou v rozích zpevněny sponami. Jsou vhodné pro zasílání těžkých předmětů a nákladů. Rozměry (d x š x v) 1200 x 800 x 800 mm, resp. kartonové půlboxy 400 x 600 x 800 mm. Kartonový box je dodáván ve složeném stavu (bez palety), pro uzavření nutno použít víko. Mají omezenou stohovatelnost: max. 150 kg při skladování. 6.3.2.7 Stohovací přepravníky
39
Jsou vyrobeny z ocelového plechu se zesíleným okrajem po celém obvodu. Rohové sloupy jsou opatřeny jeřábovými oky a rozšířeným ukončením pro snadné stohování (rohové úhelníky). Jsou opatřeny podlahovými deskami. Stěny a podlahy jsou vyztuženy profilováním. Jedna stěna může být sklopná pro usnadnění vyjímání břemen. Nosnost se pohybuje v rozmezí 750 – 1500 kg, stohovací nosnost 3000 – 11000 kg. Hmotnost je v rozsahu 40 – 60 kg. 6.3.2.8 Ukládací bedny Vyrábějí se v různém provedení (rozměry, nosnosti, objemy) z různých materiálů a jejich využití je obecně pro dopravu a skladování v různých odvětvích průmyslu a obchodu. Ukládací bedny kovové jsou určeny zejména pro ukládání a skladování drobného materiálu pro využití skladových prostorů při montáži a mezioperační manipulaci. Mohou být opatřeny víkem. Vyrábějí se z ocelového plechu tloušťky 0,7 – 1,0 mm. Jsou stohovatelné. Pro snadné přenášení jsou opatřeny dvěma sklopnými držadly. Nosnost je variabilní od 20 do 100 kg. Příklady rozměrů základny: (š x d x v) 200 x 300 x 200, 300 x 400x 200, 400 x 600 x 200 (300, 400) mm. 6.3.3 Uzavírající manipulační a dopravní jednotky Jsou takové jednotky, které jsou tvořeny pevnými nebo pružnými stěnami, dnem a horní částí (zpravidla těsným víkem). Jsou opatřeny prvky pro manipulaci pomocí manipulačních a dopravních zařízení nebo pomocí ruční manipulace (v závislosti na určení). Konstrukce musí zajistit obvodovou těsnost pláště (v některých případech i vodotěsnost) a musí umožnit snadné plnění a vyprazdňování. Používají se pro skladování a přepravu sypkých a tekutých látek v potravinářském, chemickém a stavebním průmyslu a v zemědělství a lesnictví. 6.3.3.1 Vaky Velkobjemové vaky (Big Bag) jsou zpravidla šité z technických tkanin. V horních rozích jsou opatřeny čtyřmi popruhy umožňující zavěšení nebo uchopení. Chrání přepravovaný sypký materiál před vnějšími vlivy a umožňují manipulovat s odměřeným množstvím materiálu. Pro výrobu vaků se používají technické polypropylenové režné (prodyšné) nebo kašírované (neprodyšné) tkaniny s vnitřní fólií. Speciálně upravené tkaniny mají sníženou hořlavost a vyšší tepelnou odolnost. Vodivé tkaniny zabraňují vzniku a působení elektrostatického náboje. Vyrábějí se v následujících modifikacích: a) standardní vaky b) tvarově stálé vaky (Q vaky) c) speciální vaky (elektrostatické, vaky na nebezpečné látky – UN, vaky na kapaliny) Rozměry vaků jsou v určitém rozsahu volitelné, aby půdorys dna, výška, objem a nosnost vaku odpovídaly požadavkům pro přepravu a manipulaci. Nosnost vaků je zpravidla v rozsahu od 100 do 3000 kg. Bezpečností faktor SF (Safety factor) určuje míru maximálního přetížení vaku, do jejíž výše nesmí vak při správné manipulaci podlehnout destrukci.
40
Vaky lze v závislosti na jejich konstrukci a charakteru přepravovaného materiálu stohovat až do 9 vrstev. Vaky s vnitřní konstrukcí, které jsou tvarově stálé, udržují i po naplnění sypkými materiály pravoúhlý tvar a mají lepší stabilitu. Manipulaci s vaky v terénu umožňují terénní vysokozdvižné vozíky, jeřáby a teleskopické manipulátory. Způsob uchycení je závislý na použitém manipulačním zařízení. K největším přednostem velkoobjemových vaků patří maximální využití přepravních a skladovacích prostor, dobrá stabilita, možnost vícenásobného použití, variabilita materiálového provedení, nízká hmotnost, snadná skladovatelnost a univerzálnost. 6.3.3.2 Nádrže na kapaliny Jsou velkoobjemové plastové nádrže (1000 litrů) integrované s paletou nebo i s ochranným kovovým trubkovým pláštěm. Používá se pro ně označení IBC (Intermedial Bulk Container). Redukují provozní náklady při plnění, značení, skladování, využití místa v dopravních zařízeních. Jsou obvykle stohovatelné ve čtyřech vrstvách. Plnící a výpustné systémy jsou v několika variantách s možností připojení stáčecích prostředků (hadice, výdejní pistole). Mají široký rozsah použití pro skladování kapalných látek, například kyselin, louhů, alkoholů, ketonů, minerálních olejů, potravinářských olejů. Jsou opatřeny pevnou popisovou tabulkou. Nejedná se lahve na nápoje nebo tlakové lahve na skladování technických plynů. Nádrže na nebezpečné kapaliny Skládají se z vyztužené ocelové konstrukce (obvodový rám), zajišťující odvod elektrostatického náboje. Konstrukce je opatřená antikorozním nástřikem. Vnitřní nádrž je vyrobena z vysokomolekulárního polyetylenu vysoké hustoty, zajišťuje dokonalou viditelnost hladiny, je zde ukazatel objemu s členěním po 100 litrech. Kulový výpustní ventil zajišťuje odvod elektrostatického náboje a umožňuje přesné plnění. Součástí ocelové konstrukce je plastovo-ocelová paleta. Rozměry (d x š x v) 1200 x 1000 x 1160 mm při objemu 1000 litrů a 1200 x 800 x 1000 při objemu 640 litrů. 6.3.3.3 Kanystry Kanystry jsou uzavřené plastové nebo kovové nádoby opatřené těsným uzávěrem (otočný uzávěr) s možností snadného uchopení a nesení při ruční manipulaci. Zpravidla bývají doplněny zařízením pro snadné vylévání obsahu (těsné výlevní hrdlo s pružnou hadicí nebo pevným vylévacím nástavcem – úzký nástavec je pro benzín Natural). Jsou určeny ke skladování a k manipulaci s hořlavinami, ředidly, palivy, laky, oleji, barvami a potravinářskými produkty (sirupy, oleje) a chemickými čistícími prostředky (tekuté čističe, tekutá mýdla, aviváže atd.). Vyráběny jsou pro objemy 5 – 10 – 15 – 20 a 30 litrů. Jejich tvar je zpravidla čtyřhranný pro úsporu místa při skladování, některé jsou stohovatelné. Pro paliva jsou vyráběny z plastových materiálů s antistatickými vlastnostmi pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu EX 1 a EX 2. 6.3.3.4 Sudy Sudy jsou uzavřené plastové (polyetylenové) nebo kovové nádoby opatřené uzavíratelným víkem (odnímatelným) nebo vypouštěcím otvorem s možností připojení vypouštěcího prostředku. Sudy jsou zpravidla válcového tvaru, ale k dispozici jsou i čtyřhranného tvaru pro efektivní ukládání na palety do dopravních zařízení. Vyráběny jsou pro objemy 30 – 60 – 100 – 130 – 200 litrů. Ocelové sudy jsou vyráběny z pozinkovaného
41
ocelového plechu. Plášť sudu je svařen a zpevněn lisovanými výztuhami. Konstrukce umožňuje vícenásobné použití. Průměr a výška sudů jsou variabilní, záleží na jejich objemu. 6.3.3.5 Plastové nádoby s víkem Jsou to vodotěsné a vzduchotěsné nádoby zpravidla válcového tvaru, lze je stohovat vzhledem ke konstrukci základny nádoby a uzávěru. Prostřednictvím otvorů ve víku a po straně nádoby je možné jejich zaplombování pro převoz. Jsou vyráběny ze 100% plastu, bez těžkých kovů pro skladování potravin. Nádoby jsou opatřeny šroubovacím víkem. Od velikosti s obsahem 42 l jsou opatřeny madly. Vyrábějí v široké škále objemů: od 3 litrů do 68 litrů. Maximální teplota obsahu pro plnění nádoby je 80°C. Používají se pro skladování a převoz sypkých i tuhých látek v potravinářském a chemickém průmyslu a v zemědělství. 6.2.4 Speciální manipulační a dopravní jednotky 6.2.4.1 Palety speciální pro přepravu tvarově složitého materiálu Palety slouží k fixaci břemen složitých geometrických tvarů, která by musela být na prosté paletě fixována doplňkovými přípravky a zásahy do konstrukce palety. Paleta je vytvarována podle tvaru základny břemena tak, aby bylo břemeno na paletě podepřeno a fixováno proti posunutí nebo převrácení při manipulaci a přepravě. Konstrukce zároveň umožňuje bezpečné odebírání sypkých a kapalných látek. Například pro přepravu sudů jsou k dispozici palety, které umožňují manipulovat se sudy v ležaté poloze a umožňují vypouštění kapalin v sudech skladovaných. Palety jsou tvořeny rámovou konstrukcí s nosností až 1300 kg a vzhledem k jejich tvaru je možné je stohovat až do 3 pater. 6.2.4.2 Přepravní záchytné vany Do skupiny speciálních manipulačních a dopravních jednotek patří i přepravní záchytné vany. Tyto jednotky slouží k zachycení úkapů, resp. úniků nebezpečných kapalin při jejich výdeji ze sudů, aby nedocházelo ke kontaminaci povrchů a následnému ohrožení vodních zdrojů a přírodního prostředí a také je eliminován vznik požárů. Přepravní záchytné vany jsou opatřeny obvodovým rámem, kterým jsou přepravované sudy fixovány. Dno je tvořeno pevným roštem, pod kterým je nádoba (záchytná vana) o objemu v závislosti na předpokládaném množství přepravovaných sudů. 6.2.4.2 Speciální pojízdné palety (roltejnery) Jsou to vozíky pro manipulaci s břemeny a pro přepravu (tzv. rozvážku) malých břemen. Mají zpravidla čtyřkolový podvozek s odnímatelnými nebo pevnými bočnicemi. Stěny roltejnerů jsou konstruovány jako zásuvné a s podlahou jsou spojeny pomocí pružinových svorek nebo třmenů. Na spodní části (podlaha) jsou připevněna kolečka, ve variantách dvě pevná a dvě otočná nebo všechna otočná. Jsou určeny především pro rozvážení kusového zboží, zajišťují hromadnou manipulaci s větším počtem málo hmotných břemen bez potřeby manipulačních zařízení. Umožňují například rychlé předání zboží v obchodní síti (v prodejnách) při nakládce a vykládce, kdy se předává pouze počet vozíků s naloženými břemeny. 6.2.4.3 Výklopné vozíky
42
Výklopný vozík je složen z nosného rámu, na němž jsou připevněna 3 nebo 4 kolečka, z korby s rukojetí pro ruční manipulaci a přepravu. Pro manipulaci s manipulačními zařízeními (zdvižné vozíky) je mezi korbou a nosným rámem zpevněný prostor pro vsunutí vidlic. Korba je výklopná s možností vyprazdňování až na úrovni pojezdové roviny. Korba je těsná a umožňuje přepravu sypkých i kapalných látek. Pro přepravu kapalných látek je korba opatřena výpustným kohoutem.
6.2.5 Systémy ochrany výrobků 6.2.5.1 Bublinkové fólie Je to polyetylenová fólie s uzavřenými vzduchovými bublinkami uvnitř. Velikost uzavřených bublin je variabilní, stejně tak i jejich rozteč od sebe. Dodává se v rolích. 6.2.5.2 Polštářové fólie Jedná se o fólii, kterou lze nafouknout do rozmanitých tvarů. Vyrábějí se různé rozměry a tvary polštářů tak, aby obklopily materiál uvnitř obalu a zamezily jeho pohybu. Fólie není náročná na skladovací plochy a plní se pomocí stroje k plnění vzduchových polštářů Mini Pak´r. Nafukovací výplně v rolích zabírají mnohem méně místa než tradiční bublinková fólie. Nahrazují několik typů různých výplňových materiálů (například polystyrenová výplňová tělíska), lze vybrat z několika různých rolí nafukovacích polštářů (malé, velké polštáře, trubky, čtverce, malé čtverce). Polštáře jsou vyrobeny z HDPE nebo LDPE fólie o tloušťce 30 nebo 44 μm, dělitelné podle potřeby v různých tvarech. Dodává se v rolích 200 a 325 metrů. 6.2.5.3 Výplňová fixační tělíska Výplňová fixační tělíska (FLO-PAK) umožňují snadné balení. Potřebný čas na fixaci materiálu uvnitř obalu je podstatně kratší než při použití bublinkové fólie a není třeba žádného stlačování a utěsňování zboží, což přináší úspory v nákladech. Jednotlivá tělíska ve tvaru písmene „S“ nebo číslice "8" se pod tlakem "uzamknou" a tím vytvoří spolehlivý polštář chránící výrobky před poškozením při hrubém zacházení. Spolehlivě chrání materiál proti otřesům a poškození v případě pádu. Prostor vyplňuje i v kolísající teplotě díky své pružnosti. Vysoké míry upevnění baleného předmětu je dosaženo díky optimálnímu tvaru. Materiál tělísek je čistý a bez zápachu, což umožňuje příjemnější práci. Flo-pak je velmi lehký (z 99,6 % je tvořen vzduchem), je neprašný a nevylučuje žádnou vlhkost, což znamená, že další balení produktu není potřebné, snižuje nutnost dalšího balení díky důkladnému zaplnění prostoru. Materiál je antistatický a je šetrný k životnímu prostředí díky využití recyklovaného materiálu, lze jej využívat opakovaně, je vyroben bez FCKW, bez chemických přípravků, potravinářsky nezávadný a bez zápachu. Materiál je recyklovatelný, spalování je netoxické a nepoškozuje podzemní vody. Patrné jsou úspory nákladů na poštovné a dopravu, protože materiál je velmi lehký.
43
6.4 Paketizace Paketizace (svazkování) je vytváření manipulačních jednotek bez palet. Jedná se o spojování dlouhých předmětů menšího průřezu (řezivo) do svazku stažením drátem, plechovými nebo polyamidovými pásky, lze použít i řemeny. Provádí se obvykle v přípravcích. Menší pakety (dřevěné brikety) se ukládají dále na palety. Samostatně manipulované pakety se musí ukládat na podkladky, aby byla zajištěna manipulace vidlicovými vozíky.
7 Kontejnery Kontejner je jakákoliv jednotka dopravy s rovnou a pevnou základnou, která disponuje konstrukčními prvky pro manipulaci pomocí pohybů v horizontálním (posouvání) a vertikálním (zvedání a spouštění) směru při jejím nakládání na kontejnerový nosič výměnných nástaveb (dle Zákona č.361/2002), která disponuje konstrukčními prvky pro její skládání a je opatřena fixačními konstrukčními prvky pro upevnění na nosič při její přepravě. Nakládání a skládání kontejneru je realizováno nosičem, kterým je kontejner přepravován. Konstrukční prvky pro nakládání, skládání a fixaci kontejneru jsou normalizované, takže lze s nimi manipulovat a převážet je všemi dopravními zařízeními, konstruovanými jako nosiče kontejnerů. Kontejnery jsou určeny pro opakované použití. Kontejner se zpravidla skládá z pěti hlavních částí. Z rámu, střechy, spodku, čelních a bočních stěn. Výjimku tvoří speciální kontejnery. Základem kontejneru je rám, který může být úplný nebo neúplný. V rámu jsou uloženy stěny (včetně střechy) nebo nádržka (cisterna). Rozměry rámu a jeho pevnost jsou dány normou ISO a nelze je měnit ani z těchto požadavků udělovat výjimky. Velkoobjemové kontejnery ISO umožňují kombinovat různé druhy přepravy (železniční, lodní, silniční), zejména v mezinárodní dopravě. Výška standardního kontejneru činí 2,59 m (8 stop a 6 palců), šířka je 2,44 m (8 stop). Kontejnery jsou vybaveny speciálními prvky, které slouží k jejich přemísťování, případně při stohování ve skladech (složištích) a na velkorozměrových dopravních zařízeních (lodní doprava) prostřednictvím manipulačních zařízení (zdvižné vozíky, jeřáby, vrtulníky). Kontejnery mohou mít několik funkcí a v závislosti na nich jsou konstruovány. Všechny kontejnery jsou opatřeny konstrukčními prvky, které slouží k manipulaci. . Vzhledem k normalizovaným rozměrům je možné kontejnery na lodích a v kontejnerových překladištích stohovat v několika vrstvách nad sebou a vhodně používat i speciální standardizovanou manipulační techniku. Označení 1A 1B 1C 1D
Tabulka 2 – Základní technické údaje kontejnerů ISO řady 1 Délka Výška Šířka Hmotnost Hmotnost Celková (mm) (mm) (mm) kontejneru obsahu hmotnost (kg) (kg) (kg) 12 190 2 438 2 438 3100 27 380 30 480 9 125 2 438 2 438 2550 22 850 25 400 6 055 2 438 2 438 2000 18 320 20 320 2 990 2 438 2 438 1400 8 760 10 160
Vnitřní objem (m3) 61 45,5 30 14,3
44
SEA LAND
10 460
2 430
2 280
30 000
Tabulka 3 – Základní údaje pro ložení paletových jednotek do základních kontejnerů ISO 1 C Vnější rozměry Vnitřní Využití ložné Počet paletových rozměry ložné paletových plochy jednotek plochy jednotek kontejneru (mm) v jedné vrstvě (%) kontejneru (ks) (mm) 800 x 1200 5 867 x 2 330 12 77,25 1000 x 1200 5 867 x 2 330 9 79,01 Tabulka 4 - Základní údaje otevřených odpadních kontejnerů
7.1
Délka (mm)
Šířka (mm)
Výška (mm)
Objem kontejneru (m3)
4 500 4500 6 500
2 300 2 300 2 300
2000 500 2000
20 7 24
Maximální hmotnost nákladu (kg) 8000 8000 12 000
Kontejnerizace
Kontejnerizace je integrovaný přepravní a manipulační systém využívající kontejnery jako prostředky pro vytváření větších manipulačních jednotek (kontejnerová manipulační jednotka), se kterými je manipulováno vlastními nosiči kontejnerů nebo vhodnými manipulačními zařízeními. Kontejnerizace využívá možnosti překládky břemen z jednoho dopravního zařízení na druhé, resp. do prostoru skladů, bez překládky břemen. Břemena se po celou dobu manipulace a přepravy nacházejí uvnitř kontejneru, kde jsou bezpečně uložena. Nezbytným předpokladem pro bezproblémové uplatnění kontejnerizace v praxi je normalizace rozhodujících parametrů všech prvků systému kontejnerizace (kontejner – nosič – manipulační zařízení). 7.2 Kontejnerová manipulační jednotka Kontejnerová manipulační jednotka představuje určité množství břemen, balených nebo nebalených, řádně umístěných a upevněných v kontejneru, který je opatřen prvky pro mechanizovanou manipulaci pomocí manipulačních a dopravních zařízení. 7.3 Přednosti kontejnerizace: 1. Zrychlení dopravy zkrácením nakládacích a vykládacích prací na překladištích; 2. Optimální využití ložného prostoru dopravních zařízení; 3. Minimální požadavky na manipulaci s přepravovanými břemeny mezi místem odeslání a místem příjmu;
45
4. Snížení počtu manipulačních zařízení a pracovníků při nakládce a vykládce přepravovaných břemen; 5. Snížení nákladů na obalové materiály; 6. Snížení rizika poškození nebo ztráty přepravovaných břemen; 7. Variabilita při používání dopravních zařízení – nosičů kontejnerů (absence prostojů nosičů kontejnerů); 8. Uplatní se zejména tam, kde vzniká odpad průběžně v menších a předem obtížně odhadnutelných dávkách (objemech) jako jsou například stabilní a mobilní sběrné dvory; 9. Uplatní se v komunální sféře při údržbě parkové zeleně, při čištění stok a kanalizací, kde je materiál shromažďován postupně (objem kontejneru není zaplněn za krátký čas); 10. Uplatní se při odebírání stavebního materiálu v průběžně malých dávkách. 7.4 Rozdělení kontejnerů podle účelu použití Jsou to skříně normalizovaných geometrických rozměrů s objemem nad 1 m3, do kterých jsou ukládána břemena předem neurčeného (nestanoveného) tvaru. Do této skupiny patří typizovaný nákladní skříňový obal (tzv. klasický kontejner), obvykle hranolovitého tvaru, který slouží pro ukládání břemen (manipulačních jednotek, zboží, výrobků). Do skupiny univerzálních kontejnerů skříňového tvaru lze zařadit kontejner s pevnými stěnami a střechou, s dveřmi umístěnými v čelních stěnách kontejneru, který slouží jako přepravní prostředek pro kusové zboží. 7.4.1 Kontejnery pro všeobecné použití (univerzální skříňového tvaru) Tento nejrozšířenější plně zavřený kontejner („box kontejner“) je odolný vůči povětrnostním vlivům. V základním provedení je opatřen jedněmi čelními dvoukřídlými dveřmi (například jednodveřový univerzální kontejner), ale může mít i dvoukřídlé dveře na jedné nebo obou bočních stěnách (dvoudveřový nebo třídveřový univerzální kontejner). Odvětrávání kontejneru je umožněno větracími otvory, které jsou umístěny v horních částech bočních stěn. V současné době se používají ve větší míře jednodveřové kontejnery. 7.4.1.1 Přepravní kontejner Tento typ kontejneru se používá pro přepravu i skladování kusového baleného i nebaleného zboží, polotovarů a surovin. Břemena lze možné ukládat volně ložená, na paletách i paketizovaná. U tohoto kontejneru je důležité rovnoměrné rozložení nákladu z hlediska hmotnosti. Břemena musí být uvnitř kontejneru fixována. V případě nutnosti se používají lehké výplně. 7.4.1.2 Skladový kontejner Skladový kontejner je obvykle vyráběn v délkách 2.25m, 3m, 4m, 5m a 6m. Je vybaven jednokřídlými nebo dvoukřídlými dveřmi s klikou a zámkem v čelní, nebo boční stěně. Celý kontejner lze rozložit do přepravní polohy a tak snížit přepravní náklady. Sestavený kontejner je možné přenášet jeřábem (vrtulníkem) i vysokozdvižným vozíkem. Pro účely zavěšení na jeřáb jsou rohy kontejneru opatřeny jeřábovými úchyty. Kontejnery lze upravovat dle potřeb zákazníka, například jednokřídlovými a dvoukřídlovými dveřmi nebo regálovými stojany a nosníky. Obvyklé využití je pro 46
• • • • • •
uskladnění materiálu na stavbě uskladnění zboží v podmínkách neobvyklého prodeje, resp. výdeje uskladnění nářadí a vybavení pro realizaci zemních a komunálních prací použití jako stavební buňky na stavbách malého a středního rozsahu šatna (kontejner s oknem) a zázemí pro odpočinek uložení chemických látek, olejů, barev a maziv (kontejnery se záchytnou vanou)
7.4.2 Speciální kontejnery Jsou tvořeny uzavřenými nebo otevřenými skříněmi (korbami) pro uložení předem určených druhů břemen (sypké hmoty, kapaliny) nebo pro zabezpečení předpokládané činnosti (sanitární, technologické kontejnery). Do skupiny speciálních kontejnerů lze zařadit kontejnery skládací, které se po vyprázdnění mohou složit, izotermické, které jsou opatřeny tepelnou izolací, technologické, které slouží jako stanoviště pro vykonávání určitých činností, obytné pro poskytování možností dlouhodobého ubytování, kontejnery pro sypký materiál (kontejnerová korba, vanový kontejner, kalový kontejner), které slouží pro odvoz stavebních hmot, tříděných odpadů a sypkých hmot (kontejnery s otevřeným vrchem), pro přepravu kapalin jsou určeny nádržkové kontejnery. 7.4.2.1 Kontejnery s otevřenou horní částí (open top) Některé typy mají odnímatelnou střechu, nejčastěji ve formě plachty, která se upevňuje k nosné konstrukci ocelovým lankem. Mohou mít i výklopné víko s těsněním. Používají se především k přepravě a skladování sypkých substrátů, např. obilovin, potravinářských a chemických látek. Často jsou používány i k přepravě velkých kusových předmětů, které je nutné nakládat (vykládat) právě otevřenou horní částí kontejneru (např. turbíny, kompresory, čerpadla, motory apod.). 7.4.2.2 Kontejnery plošinové se sklopnými čely (flat) Tyto kontejnery se skládají z plošinového spodku, který má příčný spoj mezi rohovými prvky. Obě čelní stěny kontejneru lze sklápět. Podlaha v místě bočních stěn má otvory pro klanice, které jsou součástí tohoto kontejneru a lze je při sklopení čel umístit do vyčleněného prostoru kontejneru. Je určen pro ukládání, manipulaci a přepravu strojů, vozidel, palet, přepravek a dlouhého materiálu na jednoramenném automobilovém nebo traktorovém nosiči kontejnerů. Kontejner je tvořen plošinou z dřevěných fošen v rámu z ocelových profilů, nebo plechovou podlahou a pevným předním čelem. Při přepravě prázdných plošinových kontejnerů je lze skládat na sebe tak, že 5 plošinových kontejnerů zaujme přibližně výšku jako jeden univerzální kontejner. Doplňky a úpravy tvoří demontovatelné klanice, podlaha z výstupkového plechu, podlaha z vodovzdorné překližky, zesílená podlaha, lemování podlahy ocelovým profilem zabraňujícím sesutí palet, vázací oka na předním čele, vázací prvky zapuštěné v podlaze kontejneru,nájezdové klíny pro nakládání vozidel. 7.4.2.3 Kontejnery plošinové bez čel (platform) Tyto kontejnery se skládají pouze z plošinového spodku, který má příčný spoj mezi rohovými prvky. Rohové prvky jsou vždy dva nad sebou. Podlaha je opatřena otvory pro klanice. Kontejnery se používají pro přepravu i skladování zboží, které nepodléhá 47
nepříznivým povětrnostním vlivům, zejména kusových zásilek velké hmotnosti a dopravních prostředků. Lze je použít i pro svazky, profily, tyčoviny a stavebniny. 7.4.2.4 Kontejnery pro sypký materiál (bulk) Jsou podobné konstrukce jako univerzální kontejnery s tím rozdílem, že v horní části mají nejčastěji tři násypné otvory (mohou být kruhového, čtvercového nebo obdélníkového průřezu), jejichž víka jsou opatřena pryžovým těsněním. Jedna čelní stěna je obvykle opatřena dvojkřídlými dveřmi klasické konstrukce, druhá čelní stěna má v dolní části výsypnou klapku s tyčovým uzávěrem. Tento typ kontejneru se používá pro přepravu i skladování sypkých, zrnitých, volně ložených substrátů, které je nutné chránit před nepříznivými atmosférickými vlivy. Jde zejména o obilí, granule, slad a šrot. 7.4.2.5 Uhelné kontejnery (ugel) Konstrukčně jsou podobné kontejnerům pro sypký materiál s tím rozdílem, že nemají horní víko (střechu). Aby nedošlo při plnění k deformaci bočních stěn kontejneru, jsou horní podélné nosníky propojeny příčníky, které zvyšují tuhost kontejneru. Plnění kontejneru je horní. Vyprazdňování se provádí pomocí vyprazdňovací klapky, pneumaticky nebo sklopením kontejneru. Používají se pro přepravu a skladování především uhlí, koksu, štěrku, škváry a písku. 7.4.2.6 Nádržkové kontejnery (tank) Hlavní částí kontejneru je válcová, zpravidla tlaková, nádoba, která je vodorovně uložena v nosné konstrukci kontejneru. Plnění kontejneru (nádoby) se provádí volným nasypáváním substrátu plnicím hrdlem a vyprazdňování je pneumatické pomocí přetlaku nebo je gravitační. Pro plnění kapalinami se používá hadic. Nádržkové kontejnery se používají k přepravě a skladování volně ložených sypkých substrátů, zejména cementu a vápna. Dále se používají k přepravě různých druhů kapalin (olejů, nafty, kyselin, nápojů) a stlačených plynů. Problémy s nádržkovými kontejnery nastávají v případě, kdy dochází ke změně druhu přepravovaného substrátu, protože je nutné jejich pečlivé vyčištění. Konstrukcí a vybavením se jedná o kontejnery velice složité. 7.4.2.7 Termické kontejnery Konstrukčně jsou podobné univerzálním kontejnerům s tím rozdílem, že stěny, podlaha, střecha a dveře jsou opatřeny tepelnou izolací nebo jsou vyrobeny z materiálu s vlastností tepelné izolace. Stěny jsou z vnější i vnitřní strany opláštěny profilovým pozinkovaným plechem, který se lakuje v odstínu dle přání zákazníka. Tepelná izolace je tvořena minerální plstí tloušťky 80 mm (standardní součinitel prostupu tepla k = 0,5 W/m2K). Vnitřní prostor stěn je možno doplnit výztuhami pro uchycení technologií. Strop je tvořen izolačními panely tloušťky 80 mm. Panely jsou usazeny v horním rámu a tvoří tak pohledovou stranu stropu. Rozdělení termických kontejnerů: a) Izolované kontejnery – nemají zařízení pro chlazení, vyhřívání nebo chlazení i vyhřívání;
48
b) Chladicí kontejnery s rozpínavým chladivem – zdrojem chladu je zkapalněný plyn (dusík N2, oxid uhličitý CO2 - může být i v tuhém skupenství), nevyžadují přípojku elektrické energie; c) Chladicí kontejnery – mají kompresorový chladicí systém k udržování požadované teploty; d) Vyhřívací kontejnery – mají vyhřívací zařízení (trvale udržují teplotu nad 0°C); e) Chladicí a vyhřívací kontejnery – mají chladicí zařízení nebo rozpínavé chladivo, popř. vyhřívací zařízení. Termické kontejnery pro nižší teploty se používají k přepravě a krátkodobému skladování zmrazeného nebo vychlazeného zboží, které může rychle podléhat zkáze, například masa, ryb, zeleniny, ovoce, mléčných výrobků a také například květin. Vyhřívací kontejnery musí být konstruovány tak, aby udržely vnitřní teplotu nad +16°C při vnější teplotě -20°C po dobu osmnácti hodin. 7.4.2.8 Technologické kontejnery Jsou určeny především pro instalaci telekomunikačních, monitorovacích, navigačních, sdělovacích, zabezpečovacích a jiných technologických zařízení, která chrání před nepříznivými povětrnostními vlivy, poškozením nebo zcizením, případně před manipulací nepovolanými osobami. Materiály použité při jejich výrobě zaručují vysokou životnost při minimálních nárocích na údržbu. Použití technologických kontejnerů je vhodné především tam, kde je z technických či ekonomických důvodů nezbytné operativně řešit potřebu rychlého uvedení instalovaného zařízení do provozu. Zcela nezbytné je použití kontejnerů v takových případech, kde se předpokládá budoucí nutnost přemístění technologie na jiné stanoviště. Pevná a odolná konstrukce technologických kontejnerů umožní přepravu bez nutnosti nákladné demontáže instalované technologie. 7.4.2.9 Obytné kontejnery Obytné kontejnery poskytují dočasné nebo i trvalé bydlení. Obvodové stěny kontejneru jsou složeny z panelového systému, proto nabízejí větší variabilitu provedení (panely jsou vzájemně zaměnitelné). Kontejner je vybaven vnitřní elektroinstalací (380/230 V, rozvaděč krytí IP 40, proudový chránič, jističe LSN - 10, 12, 16 A, zářivková svítidla) rozvodem vody, odpadní soustavou na vnější připojení a otvory pro instalaci kouřovodů. Stěny kontejneru jsou vybaveny tepelnou izolací. Vnitřní členění lze variabilně měnit. Dodávají se v různých délkách. Jsou opatřeny okny (plastové s dvojskly) a dveřmi šíře 60 nebo 80 cm. 7.4.2.10 Sanitární kontejnery Jsou podobné konstrukce jako univerzální kontejnery s účelně zařízenými toaletami, které jsou sestavené na míru podle požadavků zákazníka a splňují hygienické požadavky. Vyráběny jsou v šířkách až 3 m a délce až 9 m. Kontejnery lze navzájem kombinovat a propojovat podle požadavků uživatele. K vybavení standardně patří umyvadlo s baterií, průtokový ohřívač vody, sprchová kabinka, rozvody vody a odpadu, zrcadlo s poličkou, zářivková osvětlení a elektrické přímotopné panely s příkonem 2000 W. 7.4.2.11 Kontejnerové korby a vany
49
Jsou obdobou koreb nákladních sklápěcích automobilů. Jsou určeny pro přepravu stavebních sutí, stavebních hmot, železného odpadu, odpadu ze zahrad, komunálního odpadu a dalších sypkých hmot. Kontejnerové vany jsou po obvodu těsné, takže je lze plnit i polotekutými odpady nebo hmotami s vyšším obsahem vody, která by při jízdě z klasické korby unikala. Příklady provedení: Nízký kontejner 1 - celkové rozměry (d x š x v) 3400 x 2000x 620 mm, vnitřní rozměr 3220 x 1920 x 460mm, hmotnost v rozsahu 470 – 630 kg, objem od 2,84 m³, bočnice pevné, zadní dvoukřídlá vrata otevíraná do stran se zajištěním v otevřené poloze. Nízký kontejner 2 - celkové rozměry (d x š x v) 3800 x 2000-2500 x 620 mm, vnitřní rozměr 3620 x1920-2420 x 460mm, hmotnost v rozmezí 490-650 kg, bočnice pevné, zadní dvoukřídlá vrata otevíraná do stran se zajištěním v otevřené poloze. Nízký kontejner 3 - celkové rozměry (d x š x v) 4200-5000 x 2000-2500 x 640mm, vnitřní rozměr 4020-4320 x 1960-2420 x 460mm, hmotnost přibližně 530-690kg, objem od 3,62 m³, bočnice pevné, zadní dvoukřídlá vrata otevíraná do stran se zajištěním v otevřené poloze. Kontejnerové kalové pole Je určeno pro ukládání, odvodnění, manipulaci a přepravu čistírenských kalů na jednoramenném automobilovém nebo traktorovém nosiči kontejnerů. Kontejner je vyroben z hraněných ocelových plechů tloušťky 2mm (boky), 3 mm (dno) a profilů s vyjímatelným mezidnem z polypropylenových stájových roštů krytých vhodnou filtrační textilií. Snadná a rychlá manipulace s rošty mezidna usnadňuje čištění a údržbu. Zadní čelo, nahoru vyklápěné kolem horních závěsů, je utěsněno gumovým profilem. Odtok kalové vody je usměrněn přes dva odtokové 5/4" kulové kohouty, umístěné úhlopříčně u spodního dna. Vyprazdňování kontejneru se provádí vyklápěním vzad. 7.4.2.13 Kontejnery na kabelové bubny Jsou určeny pro manipulaci a přepravu kabelových bubnů na jednoramenném automobilovém nebo traktorovém nosiči kontejnerů. Kabelové bubny jsou manipulovány dvěma hydraulicky poháněnými rameny, otočně uloženými po stranách kontejnerové plošiny. Na ramenech jsou otočně zavěšeny hřebeny sloužící k ustavení výšky hřídele dle průměru kabelového bubnu. Konstrukce kontejneru umožňuje odvíjení kabelu jak pojížděním nosiče, tak jeho tažením. 7.4.2.14 Kontejnery na komunální odpad Jsou určeny pro ukládání, manipulaci a přepravu komunálních odpadů na jednoramenném automobilovém a traktorovém nosiči kontejnerů. Celouzavřená skříň z ocelových hraněných plechů dostatečně chrání uložený odpad před povětrnostními vlivy. Plnění uzavřeného kontejneru se provádí ze dvou stran kruhovými (popelnicovými) nebo obdélníkovými víky. Obdélníková víka jsou vhodná pro ukládání delších nebo rozměrově větších předmětů. Vyprázdnění se provádí vyklápěním, po otevření zadních dvoudílných vrat.
50
7.4.2.15 Lisovací kontejnery Lisovací kontejner je tvořen uzavřenou skříní o velkém objemu (20 – 30 m3), hydraulickým lisem a násypkou s hydraulicky ovládaným zařízením pro vysypání sběrných kontejnerů. Odpadní surovinu lze vkládat také ručně přímo do násypky. Lisování materiálu může probíhat prakticky kdekoliv. Lis a kontejner tvoří kompaktní jednotku, která pro lisování materiálu vyžaduje pouze zdroj elektrické energie v dosahu zařízení. Používají se k lisování velkých objemů odpadních surovin, čímž se šetří náklady na odvoz a ukládání na skládku. 7.5 Kontejnerové nosiče Kontejner je jakákoliv jednotka dopravy s rovnou a pevnou základnou, která disponuje konstrukčními prvky pro manipulaci pomocí pohybů v horizontálním (posouvání) a vertikálním (zvedání a spouštění) směru při jejím nakládání na kontejnerový nosič výměnných nástaveb (dle Zákona č.361/2002), která disponuje konstrukčními prvky pro její skládání a je opatřena fixačními konstrukčními prvky pro upevnění na nosič při její přepravě. Nakládání a skládání kontejneru je realizováno nosičem, kterým je kontejner přepravován. Nosiče kontejnerů jsou samojízdné a přípojné a lze je rozdělit podle nosnosti a podle délky nesených kontejnerů. Nosiče kontejnerů jsou ramenové (dvouramenové nebo jednoramenové) a hákové. Podle nosnosti lze rozdělit kontejnerové nosiče do skupin: Do 3 tun, do 5 tun, do 10 tun, do 20 tun a nad 20 tun (30 tun). Konstrukce manipulačních zařízení autokontejnerových systémů jsou natolik variabilní, že umožňují montáž na nejrůznější typy podvozků nákladních automobilů a přívěsů a návěsů příslušné kategorie užitečné hmotnosti vybavených hydraulickou soustavou. 7.5.1 Rozdělení nosičů kontejnerů Obecně lze rozdělit používané kontejnerové systémy na lanové, ramenové, řetězové a třmenové. U lanových systémů je kontejner spojen s manipulačním zařízením ocelovými lany. Lana se na kontejner upevňují ručně. Používají se především dva způsoby: Jednolanový, při kterém lano prochází volnou kladkou, jež se zavěšuje na střed kontejneru do speciálního závěsu a dvoulanový, při kterém se lana samostatně upevňují na spodní nebo čelní straně kontejneru, obyčejně na podélnicích kontejnerového rámu. Manipulační zařízení tvoří u všech typů hydraulicky sklápěný rám, který je v zadní části otočně spojen s pomocným rámem. Ten vyztužuje vlastní rám automobilu a zároveň umožňuje přizpůsobit upevňovací místa podle nejrůznějších typů automobilů. Sklápěcí rám vede kontejner při natahování, nese a fixuje jej při jízdě a při vykládce sypkých materiálů slouží jako sklápěč. Ve sklápěcím rámu je umístěn pohon lan, který je řešen hydromotorem nebo hydraulickým válcem. U ramenových systémů se kontejner stojící za nosičem nakládá pomocí hydraulicky ovládaných ramen nebo ramena. Podle toho lze systémy rozdělit na dvouramenné, kde jsou ramena umístěna podél ložné plochy a jednoramenné, kde je rameno umístěno v podélné ose automobilu. U dvouramenného systému mají ramena zavěšovací prvky, kterými jsou nejčastěji článkové řetězy. Tyto řetězy se upevňují ručně na čepy na bočnicích kontejneru. Kontejner se pak v horizontální poloze vyzdvihuje na ložnou plochu, která je vytvořena mezi rameny. Kontejner se může zvedat i z pod úrovně terénu. Při sklápění a to výhradně dozadu, je zadní čelo připoutáno hydraulicky ovládanými háky. Při manipulaci jsou za zadními koly nosiče
51
spuštěny hydraulické opěry. Kontejnery tohoto systému se vyrábějí v tzv. symetrickém (rovinou symetrie je rovina kolmá na podélnou osu) a asymetrickém provedení. Jednoramenné systémy se vyznačují jedním, mohutně dimenzovaným “pravoúhlým“ ramenem v podélné ose automobilu, jehož pohyb je ovládán jedním nebo dvěma hydraulickými válci. Na konci tohoto ramena je otevřený hák, který uchopuje kontejner za oko na zesíleném předním čele. Toto rameno je otočně vetknuto do zadního sklopného dílu, který je opět otočně spojen s pomocným rámem na rámu vozidla. Jednoramenné kontejnerové systémy patří mezi systému samočinné, neboť ke spojení kontejneru s manipulačním zařízením dojde samočinně při ovládání systému řidičem přímo z kabiny. To představuje určitou časovou úsporu oproti systémům s ručním ovládáním připojovacích prvků. Manipulace s kontejnery je velmi rychlá. Podle provozních podmínek trvá složení 2 až 3 minuty, natažení 2 až 4 minuty. Základem konstrukce řetězového systému je sklápěcí rám tvořený nosníkem, umístěným v podélné ose automobilu, na kterém po celé délce obíhá válcový řetěz, poháněný hydromotorem. Připojování kontejneru k válečkovému řetězu je řešeno pomocí speciálního tažného řetězu, připojeného k tažnému válečkovému řetězu. Tento řetěz při natahováni kontejneru na vozidlo zapadá svými články do válečkového řetězu a pokládá se na něj. Svou speciální konstrukcí umožňuje přenášet i tlak. Kontejner se skládá obráceným postupem. Systém pracuje jako zadní sklápěč. Natahování a skládání obstarává řidič přímo z kabiny vozidla. Obdobně jako u předchozích systémů je základní částí třmenového kontejnerového systému sklopný rám, v němž je umístěno natahovací zařízení tvořené odpruženým třmenem na vozíku, který koná vratný pohyb. Je poháněn dvojčinným hydraulickým válcem. Kontejner tohoto systému je v podélné ose vybaven pod podlahou pravidelně rozmístěnými závěsy, do kterých postupně zapadá třmen. Natahování tak probíhá v cyklech. Kontejnerové nosiče jsou velmi často doplněny hydraulickým jeřábem, kdy je jak mechanismus, tak hydraulický jeřáb pevně namontován na společném pomocném rámu za kabinou vozidla. Hydraulický jeřáb je možné doplnit o další přídavná zařízení, jako jsou drapáky, lopaty a navijáky. 8 Dampry Norma ISO 6156 Terminologie strojů pro zemní práce uvádí: „Dampr je samohybný kolový stroj s otevřenou korbou, který přepravuje, vysypává a rozprostírá materiál; nakládání je prováděno prostředky, které se nacházejí mimo dampr“. Zákon č. 341/2002 o schvalování technické způsobilosti vozidel uvádí v kategorii vozidel N nákladní automobil, druh vozidla sklápěčkový. Takže dampr je každý nákladní automobil s možností sklápění korby. Definice v normě ISO uvádí pouze kolový podvozek a nezahrnuje pásové podvozky, což neodpovídá skutečnosti na trhu zemních strojů. Dampr je samojízdný stroj na kolovém nebo pásovém podvozku s vlastním pohonem, vybavený otevřenou korbou, který přepravuje a vysypává, nebo při řízeném (postupném zvedání) vyklápění korby rozprostírá materiál. Nakládání do korby dampru je prováděno jinými zařízeními (nakladači, rýpadly, dopravníky). Brzy bude i tato definice nepřesná, protože jsou na trhu již stroje, které jsou opatřeny integrovaným nakládacím mechanismem. Dampry jsou vyráběny v mnoha velikostních kategoriích. Ne každý dampr musí být „obřích rozměrů“, důležité především je, aby jeho průchodnost terénem byla mimořádně dobrá a byl vybaven otevřenou korbou s variabilním sklápěním. Podle užitečné hmotnosti a objemu korby jsou nasazovány v různých oblastech použití. Ty největší pracují v oblasti zemních a stavebních prací. Ty nejmenší jsou používány majiteli rodinných domků se 52
zahradou (dovoz paliva, odvoz materiálů po podzimní údržbě okrasné zahrady), v komunální a výrobní sféře (úklidové práce, odvoz odpadu, dovoz písku, štěrku a oblázků pro úpravy parků a opravy malých rozsahů – chodníků, cest nebo objektů), v zahradnictví, ovocnářství a ve všech oblastech zemědělské výroby (převoz produktů živočišné a rostlinné výroby, obalů, průmyslových hnojiv, odvoz odpadních surovin na skládky a do kontejnerů, apod.). Dampry lze tedy rozdělit podle několika kritérií. Například podle velikosti korby, s čímž souvisí i jejich nosnost a výkon motoru. Dampry lze podle velikosti rozdělit do čtyř skupin: 1. Minidampry ; 2. Malé dampry; 3. Střední dampry; 4. Velké dampry. Podle podvozku lze rozdělit dampry na pásové a kolové, podle výklopné výšky korby na nízkovýklopné a vysokovýklopné, s vyklápěním korby vzad nebo na obě strany, resp. s možností vyklápět korbu v jakémkoliv úhlu vzhledem k ose stroje (některé modely středních pásových damprů – například Komatsu a Hitachi otáčí korbou do všech směrů v úhlu 360°), podle řízení jsou dampry rozděleny s řízením předními koly, všemi koly, kloubovým řízením, s nezávislým pohybem pásů a s řízením s využitím fyzické síly obsluhy; podle umístění korby na podvozku – dampr s korbou v přední části nebo v zadní části stroje, apod. 8.1 Mini dampry Mini dampry jsou poháněny elektromotory nebo spalovacími motory a s nadsázkou lze říci, že ty nejmenší jsou jako stavební kolečka s vlastním pojezdem – motorová kolečka. Lze s nimi bez vážných problémů manipulovat ve složitém terénu (rozbahněný, nerovný a svahovitý). To s jedním poháněným kolečkem lze pouze obtížně. K dispozici jsou i klasická stavební kolečka, která jsou opatřena pohonným agregátem a podle uvedené definice jsou to také dampry. Pohotovostní hmotnost minidamprů se pohybuje od 92 kg do 400 kg. Mini dampry nemají kabinu operátora, za těmi nejmenšími obsluha kráčí a pomocí ovladačů, resp. využitím fyzické síly manévruje se strojem a s korbou. Pro řízení minidampru není nutné vynakládat velkou sílu, stačí, aby operátor při jízdě přizvedl držadla a natočil je v požadovaném směru. Některé modely jsou řízeny operátorem pomocí držadel, s pomocí nichž a řídícího kola, mění směr jízdy stroje. Pro snazší průjezdy složitým terénem jsou mini dampry vybaveny pásovým podvozkem. Mini dampry třídy II. jsou vybaveny plošinou, na které operátor při jízdě stojí a směruje stroj do místa skládky, resp. nakládky materiálu. Rychlost se pohybuje v rozsahu lidské chůze až do rychlosti 20 km.h-1. Třída
Tabulka 1 - Technické údaje mini damprů Výkon Nosnost Objem korby navršený motoru (kg) (m3) (kW)
53
I.
5 - 15
200 - 850
0,35 – 0,99
II.
16 - 19
851 - 2000
1,0 – 1,2
8.2 Malé dampry Malé dampry jsou vyráběny převážně bez kabiny, pouze se sedačkou operátora, některé jsou opatřeny ochranným rámem nad sedačkou operátora. Rychlost jízdy u malých damprů dosahuje po zpevněných komunikacích až 40 km.h-1. Mohou pracovat s bočním sklonem 16% a lze s nimi vyjíždět s plnou korbou svahy se sklonem 25% a sjíždět s plně naloženou korbou klesání 20%. Třída
Tabulka 2 - Technické údaje malých damprů Výkon Nosnost Objem korby navršený motoru (kg) (m3) (kW)
I.
20 - 50
2001 - 6500
1,3 – 3,4
II.
51 - 75
6501 - 8500
3,5 – 5,5
Předpokládané využití mini damprů a malých damprů Majiteli rodinných domků se zahradami: • • • •
odvoz materiálů po podzimní údržbě na zahradách; dovoz materiálu pro topení (paliva), manipulace s odpady (stavební suť, hornina z výkopů, komposty); manipulace se stavebním materiálem při údržbě a opravách objektů.
V komunální sféře: • • • • • •
odvoz materiálů po úklidových pracích; odvoz komunálního odpadu; dovoz a manipulace s materiály pro realizaci oprav (chodníků, parků, cest); dovoz sypaniny pro údržbu chodníků a komunálních ploch; rozvoz materiálu pro parkové úpravy (štěrk, písek, valouny, kostky); manipulace se zpětnými zásypy.
V zemědělské výrobě:
54
• • • • • • •
převoz produktů živočišné a rostlinné produkce; manipulace s průmyslovými hnojivy; dovoz a manipulace s materiály pro realizaci drobných oprav; odvoz odpadních surovin; manipulace se štěpkou; manipulace s palivy; realizace stavebních a zemních prací malého rozsahu.
V zahradnictví a lesnictví: • • • • •
převoz stromků a sazenic na místo výsadby; manipulace s komposty, chlévskou mrvou a průmyslovými hnojivy; transport sazenic a stromků k expedici; dovoz mulčovacího materiálu a kůry; manipulace se zásypkou na vyseté semeno v lesnictví (písek, kompost, směs písku s rašelinou apod.).
8.3 Střední dampry Střední dampry jsou používány převážně pro odvoz materiálu v lomech, dolech a na velkých stavbách (silnice, dálnice, železniční koridory, letiště). Vyznačují se mohutností celého stroje a velkým objemem korby (běžně je to 15 m3 zarovnaný objem, 25 m3 navršený objem). Podvozek středních damprů je konstruován pro obtížné terénní podmínky a neupravené odvozní cesty. Tyto dampry jsou určeny pro odvoz materiálu s malými náklady na tunu odvezeného materiálu. Tabulka 3 - Technické údaje středních damprů Třída Výkon Nosnost Objem korby motoru (kg) navršený (kW) (m3) I.
75 - 80
8 501 – 10 000
5,5 – 6,5
II.
81 - 149
10 000 – 30 000
3,5 – 5,5
8.4 Velké dampry Velké dampry jsou používány pro odvoz hornin v lomech, v dolech a na velkých stavbách, kde potřeba přepravit velké objemy hornin. Vyznačují se mohutností celého stroje, velkým objemem korby (30 – 200 m3) a velmi výkonným motorem (2000 kW). Tabulka 4 - Rozdělení velkých damprů do tříd podle výkonu motoru, užitečného zatížení a objemu korby
55
Třída
Výkon (kW)
Zatížení (t)
Objem (m3)
1.
do 200
do 40
do 30
2.
201 - 499
41 - 79
31 - 59
3.
500 - 799
80 - 119
60 – 89
4.
800 - 1099
120 - 159
90 - 119
5.
1100 - 1499
160 - 199
120 – 149
6.
1500 - 1799
200 - 239
150 – 179
7.
1800 - 2100
240 - 280
180 – 210
8.
nad 2101
nad 280
nad 210
Předpokládané využití velkých a středních damprů • • • • • • • •
odvoz velkého objemového množství materiálu jednou jízdou (20 - 50 m3); odvoz materiálu po nezpevněných cestách; odvoz velkého množství nevyužívané horniny na dočasné skládky; odvoz horniny (kameniva) k dalšímu zpracování (k drtičům a třídičům v kamenolomech) a využití (selekce v rudných dolech); odvoz materiálu na příkrých svazích a v podmínkách velmi náročného terénu odvoz vlhké horniny při nízkých teplotách: odvoz naplavenin (usazenin) při údržbě rybníků; odvoz lepivých hornin při budování melioračních staveb.
Výhody využití středních a velkých damprů •
• • • •
mohou se pohybovat po zpevněných i nezpevněných cestách (málo únosných, blátivých, extrémně prašných) díky velkým průměrům kol a širokým pneumatikám, maximální rychlost jízdy je běžně přes 55 km.h-1 na nejvyšší převodový poměr. Rychlost jízdy naloženého dampru v terénu závisí na dalších podmínkách (prokluz, stoupání, valivý odpor); mohou překonávat kolmé stupně, prohlubně, zlomy a příkopy díky velké světlé výšce, velkým průměrům kol a kloubovému rámu (kontakt hnacích kol je kloubovým spojením zajištěn neustále); mohou přepravovat různorodé materiály (vyhřívaná korba eliminuje přimrzání); mohou přepravovat kamenivo (speciální tvar dna do „V“ a tloušťka dna 20 mm, proto otěru a průrazu při nakládání velkého množství); disponují velmi dobrou manévrovatelností (také díky kloubovému řízení) v omezených průchodech a v nerovném terénu (čep umožňuje stranové i vertikální vychýlení).
8.5 Výkonnost damprů
56
mn . 3600 . kč Q = ------------------Tc kde: – hmotnost nákladu mn Tc – čas cyklu
(t) (s)
Tc = tn + tL1 + ts + tL2
(s)
kde: tn tL1 ts tL2
(s) (s) (s) (s)
(t . h-1)
– čas nakládání – čas jízdy na složiště – čas skládání – čas jízdy zpět
L1 tL1 = -----v1 kde: L1 – délka odvozní cesty v1 – průměrná rychlost jízdy
(s) (m) (m.s-1)
8.6 Potřeba energetického zdroje pro pohon damprů Bilance výkonů vyjadřuje rovnováhu výkonů přivedených s výkony ztracenými, spotřebovanými a využitými. Na základě známých údajů ze stavby a odvozních cest lze vypočítat předpokládanou rychlost jízdy dampru. U dampru je přivedeným výkonem efektivní výkon motoru Pe, který se spotřebuje na: 1. Výkon ztracený v převodech traktoru - Pm 2. Výkon ztracený prokluzem - Pδ 3. Výkon ztracený odporem valení - Pv 4. Výkon spotřebovaný na překonání stoupání - Ps Poznámka: Výkon spotřebovaný na zrychlení a výkon na překonání odporu vzduchu se v případě dampru neuvažuje. Výkonovou bilanci lze vyjádřit rovnicí: Pe = Pm + Pδ + Pv + Ps
(kW)
kde: Pδ, Pv - jsou ztráty ve styku hnacího ústrojí s podložkou, Pv, Ps - jsou jízdní odpory, Pm - Výkon ztracený v převodech - třením mezi ozubením převodových kol, pohybem převodových kol v oleji, vlivem tření v ložiskách, prouděním oleje apod.
57
Pm = Pe - Pk , Pk = Pe . ηm Pm = Pe .(1 - ηm) (kW), kde : ηm = mechanická účinnost Pk = výkon na hnacím kole a) U kolových strojů je to: 0,9 - 0,94 b) U pásových strojů je to: 0,86 - 0,9 Pv - Výkon ztracený odporem valení - deformace pneumatiky, stlačování podložky pod kolem, vytváření klínu před kolem u měkkého povrchu. Pv = G . v . ϕ (kW), kde: G v ϕ-
- tíha dampru (včetně nákladu, pokud má korbu naloženou) (kN) - rychlost jízdy (m.s-1) - součinitel odporu valení (jeho velikost záleží na stavu podložky)
Fv = G . ϕ - Síla odporu valení na rovině (kN) Fv = G .cos β. ϕ - Síla odporu valení do svahu s úhlem stoupání β G = m.g (N) kde: g – tíhové zrychlení (9,81) (m.s-2) Pδ - Výkon ztracený prokluzem - je dán rozdílem výkonů na kolech před a po prokluzu Pδ = Pk - Pk . ηm Pδ = Pe . δ . ηm (kW), kde: δ
- prokluz ( %)
Ps - Výkon ztracený překonáním svahu Ps = G sin β . v (kW) β − úhel stoupání (°) Pp – Výkon ztracený překonáním odporu vzduchu (u vozidel dosahujících maximální rychlosti 40 km.h-1 se neuvažuje) 9 Nakladače Nakladač je samohybný stroj pásový nebo kolový s integrovanou vpředu namontovanou nosnou konstrukcí lopaty a pákovou soustavou, který nabírá, těží nebo rýpe materiál prostřednictvím pohybu stroje dopředu a který zdvíhá, přepravuje a vysýpá materiál. (ISO 9156, ČSN ISO 7131). Základní stroj je nakladač popsaný ve specifikaci výrobce. Stroj musí být vybaven potřebnými montážními úchytkami a spojovacími prvky pro připevnění pracovního zařízení. Pracovní zařízení je soubor komponentů, který je namontován na základním stroji a slouží k vykonávání určených základních činností.
58
Výložník tvoří základní prvek pracovního zařízení a nese lopatu, popřípadě další volitelná přídavná zařízení. Lopata umožňuje naložení materiálu a jeho udržení během transportu. V průběhu zvedání lopaty do vysýpací polohy musí být automaticky zajištěno setrvání lopaty v poloze, aby nedocházelo k vysypání materiálu. Lopata je složena z hlavních částí - řezná hrana, zub lopaty, boční řezná hrana lopaty, rohová řezná hrana lopaty, táhlo lopaty, čep otočného uložení závěsu lopaty . 9.1 Rozdělení nakladačů Rozdělení podle podvozku a) Nakladač na pásovém podvozku b) Nakladač na kolovém podvozku Rozdělení podle umístění motoru a) Nakladač s motorem vpředu b) Nakladač s motorem vzadu Rozdělení podle systému řízení a) S řízením předních kol b) S řízením zadních kol c) S řízením všech kol d) S řízením kloubovým e) Řízení s nezávislým otáčením kol f) Řízení s prokluzem pásu g) Řízení s nezávislým pohybem pásů Rozdělení podle sytému pohonu pojezdu a) Pohon předních kol b) Pohon zadních kol c) Pohon všech kol Rozdělení nakladačů podle nosnosti: a) Malé - s nosností do 5 kN (500 kg) b) Lehké - od 5 kN do 20 kN c) Střední - 20 - 50 kN d) Těžké - 50 - 100 kN e) Velmi těžké - nad 100 kN 9.2 Hodnocení nakladačů Technické parametry nakladačů jsou při vzájemném porovnání nakladačů hodnoceny pomocí následujících parametrů: a) Specifický výkon motoru na 1 m3 objemu lopaty (kW.m-3);
59
b) Specifická hmotnost nakladače na 1 m3 objemu lopaty (kg.m-3); c) Specifická řezná síla na břitu lopaty na 1 m3 objemu lopaty (kN.m-3); d) Maximální nosnost - zatížení v těžišti lopaty, které při maximálním vyložení způsobí ztrátu podélné stability; e) Trhací síla - vyvozená na řezné hraně, případně na zubech lopaty naklápěním lopaty (kN) - vyvozená na řezné hraně, případně na zubech lopaty zvedáním pracovního zařízení (kN). 9.3 Výpočet výkonnosti nakladačů Výkonnost nakladačů je možné definovat jako množství manipulovaného materiálu (například také horniny vytěžené a zpracované) za jednotku času v m3.h-1. Manipulací s materiálem nakladačem se rozumí: a) naložení materiálu (břemena) do lopaty (resp. do jiného pracovního adaptéru); b) převezení materiálu v pracovním nástroji k místu skládky; c) složení (vysypání) materiálu (na odvozní zařízení, na skládku); d) návrat nakladače do místa nakládky. Nakladače jsou stroje pracující cyklicky - pravidelně se opakujícím pracovním cyklem, kdy ve výchozím postavení naloží materiál, převezou ho do místa skládky, kde materiál složí a vrací se zpět do výchozího postavení a nastavují pracovní orgán do výchozí polohy pro další nakládku materiálu. 9.3.1 Teoretická výkonnost V Q = 3600 . -----(m3.h-1) T kde: V - objem horniny vytěžené a zpracované během jednoho teoretického pracovního cyklu (m3) T - doba teoretického pracovního cyklu (s) 3600 - konstanta pro přepočet na m3.h-1 9.3.2 Provozní výkonnost Qp V. kp Qp = 3600 . ---------Tcu
(m3.h-1)
Objem horniny V zpracované během teoretického pracovního cyklu je roven objemu pracovního nástroje - lopaty nakladače. Při stanovení doby teoretického pracovního cyklu T se vychází ze základního postavení nakladače, při kterém stojí nakladač před skládkou s řeznou hranou lopaty na hranici skládky a lopata je položena dnem na základní vztažné rovině, na které stroj stojí. 9.3.2.1 Doba teoretického pracovního cyklu nakladače
60
Teoretický pracovní cyklus je souhrn pracovních úkonů, které nakladač vykoná od zahájení pohybu pracovního orgánu až po jeho opětovné vrácení do výchozí polohy. Teoretický pracovní pohyb zahrnuje: a) Nájezd do skládky v rovině pojezdu a nabírání materiálu v množství odpovídajícímu jmenovitému objemu lopaty, přiklápěním lopaty za současného najíždění nakladače do skládky b) Přemístění nakladače jízdou vzad za současného zdvíhání výložníku. Nakladač se při tomto přemístění pohybuje po dráze minimálního poloměru zatáčení, přičemž se musí dostat do polohy kolmé na polohu předchozí. c) Přemístění nakladače k odvoznímu zařízení jízdou vpřed za současného zdvíhání výložníku do výsypné výšky. d) Vysypání materiálu na skládku nebo na korbu odvozního zařízení vyklopením lopaty na maximální úhel vyklopení. U čelisťových lopat současným otevřením čelistí na maximální úhel otevření. e) Návrat nakladače jízdou vzad po stejné dráze za současného spouštění výložníku, jízda nakladače směrem vpřed po dráze minimálního poloměru zatáčení do výchozí polohy a nastavení lopaty do výchozí polohy. Stanovení doby pracovního cyklu předpokládá úpravu doby teoretického pracovního cyklu časovými hodnotami,
Pro výpočet provozní výkonnosti je třeba upravit dobu teoretického pracovního cyklu T podle konkrétních pracovních podmínek na „upravenou dobu pracovního cyklu Tcu. Tcu = t1 + t2 + t3 + t4
(s)
Časové hodnoty pro výpočet skutečné doby pracovního cyklu nakladače jsou v tabulce 8. Tabulka 8 - Časové hodnoty opravných koeficientů pro výpočet skutečné doby pracovního cyklu nakladače Faktor časového ovlivnění Hodnocení Čas (s) Charakter materiálu, který je Písek, sypké hmoty (obilí) 0 manipulován lopatou Řepa, brambory, ornice, štěrk 0,8 nakladače (t1) Chlévská mrva, štěpka 1,5 Hornina s kořeny, kameny 2,7 Charakter hromady složeného Hromada navršená do výšky 3 0,6 materiálu (t2) metry Průběh pracovního cyklu (t3) Konstantní 0 Se změnami 2,4 Dalším důležitým opravným koeficientem je koeficient plnění lopaty kp. Tabulka 10 - Hodnoty koeficientu plnění lopaty nakladačů jsou v tabulce. Hornina kp - Koeficient plnění lopaty (%) v rostlém stavu 88 - 92 nehomogenní, vlhká 95 - 100 homogenní, příp. štěrk s průměrem zrn : do 3 mm 95 - 100 3 - 9 mm 90 - 95
61
12 - 20 mm 20 mm a více trhavinou rozpojená: velmi dobře průměrně nedostatečně kámen v horninách 1. až 3. třídy vlhká hlína s balvany a kořeny
85 - 90 83 - 86 90 - 95 75 - 90 60 - 75 100 - 120 100 - 110 85 - 95
9.3.3 Skutečná výkonnost Qs Je dána vztahem:
Qs = Qp . kč
(m3.h-1)
9.4 Stanovení optimálního cyklu dopravních zařízení Je třeba sledovat zásadu, aby nakládání materiálu na odvozní zařízení bylo ukončeno při plné lopatě při optimálním počtu cyklů. Důležitý je vztah mezi objemem materiálu, který je nesen v lopatě Vl (m3) a objemem korby odvozního zařízení Vk (m3).
Vl E = -----Vk
(7)
E je počet pracovních cyklů, které musí nakladač vykonat do naplnění korby odvozního zařízení. Pro optimalizaci cyklů odvozních zařízení a nakladačů se doporučují hodnoty E = 3 až 5 (vyšší počet cyklů je pro nižší objemy lopat). Z hlediska užitečného zatížení odvozních zařízení je potřeba stanovit objem lopaty nakladače. 9.5 Výběr nakladače Jedna z možných aplikací výpočtu výkonnosti nakladačů je případ, kdy je znám celkový objem horniny k vytěžení, resp. k naložení nakladačem, případně i celkový čas pro vykonání této práce. Úkolem je vybrat vhodný nakladač, který je schopen v daném čase tuto práci vykonat. Při manipulaci s materiály (například s horninami, zemědělskými produkty) budou hrát důležitou roli následující faktory: • • • • •
pracovní nástroj, který se podílí na uchopení, držení a vyložení materiálu; konstrukce nakládacího prostředku; vlastnosti manipulovaného materiálu; konstrukce odvozního zařízení; prostředí, ve kterém je s materiálem manipulováno;
Z uvedeného vyplývá, že bude nutné znát především objemovou hmotnost manipulovaného materiálu. 9.5.1 Objemové hmotnosti hornin a zemědělských produktů 62
Příklady objemových hmotností hornin a zemědělských produktů jsou uvedeny v tabulkách 10 a 11. Hornina
Čedič Hlína Jíl Písek vlhký Suchý písek Pískovec Štěrk 6-50 mm (gabro)
Tabulka 10 - Typické vlastnosti některých hornin Objemová Objemová Koeficient Koeficient hmotnost nakypření hmotnost zhutnění kz rozpojené rostlé kn (nakypřené) horniny horniny ρr ρn (kg.m-3) (kg.m-3) 1960 2900 1,47 0,7 1600 1920 1,2 0,8 1660 1909 1,15 0,9 1840 2100 1,14 0,95 1420 1620 1,14 x 1510 2400 1,6 x 2020 2700 1,34 0,6
Vlhkost horniny v rostlém stavu (%) x 22 x 40 20 18 x
Tabulka 11 – Objemové hmotnosti vybraných zemědělských produktů Produkt Obilí Štěpka Slaměné Kukuřičná Chlévská Kejda balíky siláž mrva prasat 700 - 750 950 - 970 Objemová 730 při 14% 170 při 160 - 300 750 - 780 obsahu vody 10% hmotnost obsahu materiálu vody; ρn 210 při (kg.m-3) 30% obsahu vody; 225 při 40% obsahu vody Produkt Kombinované Chmel Semeno Krmné Hrách Mouka hnojivo čerstvý konopí směsi 1150 100 550 300 - 700 650 400 - 600 Objemová hmotnost materiálu ρn (kg.m-3) Produkt Mletý Sůl Kompost Cukrovka Cibule Brambory vápenec dobytčí - bulvy 1700 1150 950 560 - 720 550 700 - 820 Objemová 1100 hmotnost materiálu 63
ρn (kg.m-3) 9.5.2 Koeficienty plnění lopaty Objem materiálu, zpracovaného během teoretického pracovního cyklu, je roven objemu lopaty nakladače, který je udáván v technické dokumentaci výrobce. Objem skutečně naložený se liší například podle charakteru materiálu, který je nakládán (manipulován), závisí také na charakteru skládky materiálu, na zkušenostech obsluhy nakladače a na manipulačním prostoru, který je pro práci stroje k dispozici. Ne vždy se v praxi podaří, aby objem v lopatě odpovídal objemu teoretickému. Může to být více i méně a proto je nutné uvažovat s koeficientem plnění lopaty. Koeficienty plnění lopaty pro různé materiály a zemědělské produkty jsou uvedeny v tabulce 12. Tabulka 12 - Hodnoty koeficientů plnění lopaty nakladačů Manipulovaný Koeficient plnění lopaty kp materiál Ornice vlhká 1,05 – 1,1 Ornice s kořeny 0,8 – 0,95 Štěrk s průměrem zrn 0,83 – 0,86 20 mm a více Stavební suť 0,6 – 0,75 Štěpka 1,1 – 1,14 Chlévská mrva 1,1 – 1,16 Brambory 1,1 – 1,14 Obilniny 0,9 – 0,95 Kombinované 1,1 – 1,12 hnojivo Komunální odpad 0,85 – 0,95 Při výběru vhodného typu nakladače je možné postupovat podle následujících kroků: a) Stanovení požadované výkonnosti; b) Stanovení doby pracovního cyklu a počet cyklů za hodinu; c) Stanovení požadovaného objemu zeminy zpracované v průběhu jednoho pracovního cyklu; d) Výběr nakladače podle potřebné velikosti lopaty. Požadovanou výkonnost je možné získat dělením celkového objemu horniny, kterou je nutno zpracovat a celkové doby, která je pro práci k dispozici. Vyjadřuje se v m3.h-1. Stanovení doby pracovního cyklu znamená upravit dobu teoretického pracovního cyklu časovými hodnotami uvedenými v tabulce. Počet pracovních cyklů za hodinu při stoprocentním využití celé hodiny: 3600 i = -----Ts kde: Ts - doba pracovního cyklu v sekundách V případě nevyužití celé hodiny pro práci nakladače (nakladač pracuje pouze 50 minut) 50 64
ip = i . ------60 Požadovaný objem horniny se získá dělením požadované hodinové výkonnosti počtem cyklů nakladače za hodinu - ip. Stanovení potřebné velikosti lopaty znamená respektovat nejen hmotnost horniny, ale především objem horniny, který bude zpracován během jednoho pracovního cyklu. Z toho vyplývá, že bude nutné znát i měrnou hmotnost horniny. Postup je následující: a) Vychází se z požadované hodinové výkonnosti a ze zjištěného počtu pracovních cyklů nakladače za hodinu - ip;. b) Zjistí se hustota horniny v kg.m3 a přepočítá se na hustotu v t.m-3; c) Vypočítá se požadovaný objem zpracované horniny za jeden pracovní cyklus. Takto získaný objem lopaty nakladače se upraví koeficientem plnění; d) Po korekci vypočítaného objemu lopaty koeficientem plnění lopaty se vyhledá příslušný nakladač s odpovídající lopatou. Pokud vypočítaný objem neodpovídá typorozměrové řadě lopat nakladačů, volí se vždy nejbližší vyšší objem lopaty. 9.6 Předpokládané využití nakladačů a) Nakládání rozpojené horniny a dalších materiálů ze skládky na odvozní zařízení (nákladní automobil), do jiného mechanismu (drtič stavebních hmot), na jinou skládku (oddělení materiálů), k jinému použití; b) Nakládání horniny s jejím částečným rozpojením; c) Shrnování vrstvy horniny; d) Urovnávání ploch; e) Zasypávání nerovností (prohlubní) s následným urovnáním povrchu; f) Liniové zpětné zásypy (lopatou s bočním vysypáváním); g) Nakládání přesně určené hmotnosti nebo objemu materiálu; h) Manipulace s břemeny uchopitelnými do víceúčelové lopaty (rozevíratelná čelist); i) Naložení a převezení materiálu na krátkou vzdálenost; j) Montáží jiných adaptérů lze využít i pro jiné činnosti. 9.7 Technické toleranční parametry vybraných tříd kolových nakladačů podle výkonu motoru (kW) Tabulka 13 Technické toleranční parametry vybraných tříd kolových nakladačů podle výkonu motoru (kW) Parametry/Kat-výkon I. - 30-80 kW II. - 80-120 kW III. - 120-160 kW Provozní hmotnost (kg) 4000-10000 9000-13500 14000-17500 Maximální šířka stroje (m) 1,835-2,00 2,395-2,431 2,437-2,750 Rozchod kol (m) 1,420-1,482 1,820-1,950 1,950-2,100 Světlá výška stroje (m) 0,440-0,460 0,450-0,614 0,614-0,685 Rozvor kol (m) 2,030-2,610 2,700-2,900 2,900-3,200 Nosnost lopaty (kg) do 3600 3600 - 5300 5300 – 6900 Vykládací výška lopaty (m) 2,5 – 2,9 2,7 – 2,9 2,8 – 3,2
65
Vyložení lopaty (m) Objem lopaty (m3)
0,85 – 1,5 0,4 – 1,6
0,9 – 1,5 1,6 – 2,8
1,0 – 1,7 2,8 – 3,6
Tabulka 14 – Technické toleranční parametry vazby objemu lopaty a nosnosti nakladače při plném zatočení (při manipulaci) Objem lopaty Nosnost nakladače* nakladače (t) (m3) 0,4 – 0,6 1,2 – 1,6 0,6 – 0,9 1,9 – 3,5 1,0 – 1,2 3,8 – 4,8 1,3 – 1,9 5,2 – 5,6 2,0 – 2,8 7,2 – 9,9 2,9 – 3,3 10,2 – 11,6 3,4 – 3,8 13,1 – 14,8 3,8 – 4,2 15,5 – 16,8 4,5 – 5,4 16,8 – 18,6 5,5 – 7,5 20,4 – 26,8 8,0 – 9,4 28,2 – 36,2 10,0 – 12,4 42,6 – 50,0 Vazba objemu lopaty a užitečné hmotnosti při nakládce suchého, rozpojeného písku je v tabulce 15. Tabulka 15 - Vazba objemu lopaty a užitečné hmotnosti odvozního zařízení při nakládce materiálu s objemovou hmotností 1420 kg.m-3 Objem lopaty Užitečná hmotnost nakladače odvozního zařízení (m3) (t) 0,4 – 0,6 2,8 – 4,3 0,6 – 0,9 4,2 – 6,4 1,0 – 1,2 7,0 – 8,5 ** 1,3 – 1,9 9,2 – 10,8 2,0 – 2,8 11,4 – 15,9 2,9 – 3,3 16,4 – 18,7 3,4 – 3,8 19,3 – 21,6 3,8 – 4,2 21,6 – 23,8 4,5 – 5,4 25,5 – 30,6 *** 5,5 – 7,5 31,2 – 32,2 8,0 – 9,4 34,0 – 40,0 10,0 – 12,4 42,6 – 52,8 *
Nakladače s univerzálním využitím Pro čtyři cykly nakládání *** Pro tři cykly nakládání **
9.8 Potřebná výkonnost nakladače ve vazbě na užitečnou hmotnost dopravního zařízení (t.h-1)
66
Z hlediska požadavků na výkonnost dopravy je nutné, aby odvozní zařízení materiál nepřetržitě odváželo a mělo minimální časové prostoje v místě nakládky a skládky. Nakládání musí probíhat s co nejkratší dobou pracovního cyklu. Z experimentálních měření při manipulaci s horninami a sypkými materiály kolovými nakladači s kloubovým řízením vyplývá, že čas jednoho cyklu se v praxi pohybuje v rozmezí 40 – 90 s. Optimální počet pracovních cyklů, které musí nakladač vykonat do naplnění korby odvozního zařízení je 3 až 5. Nižší počet cyklů je v případě velkých nakladačů. Tabulka 16 - Potřebná výkonnost nakladače ve vazbě na užitečnou hmotnost dopravního zařízení (t.h-1) Užitečná Výkonnost Výkonnost Výkonnost Výkonnost Výkonnost hmotnost nakladače nakladače nakladače nakladače nakladače při době při době při době při době při době dopravního zařízení nakládky nakládky nakládky nakládky nakládky (t.h-1) (t.h-1) (t.h-1) (t.h-1) (t.h-1) (t) 0,05 h 0,06 h 0,08 h 0,1 h 0,2 h 2,8 – 6,4 56 – 128 47 – 107 35 – 80 28 – 64 14 – 32 7,0 – 10,8 140 – 216 117 – 180 87 – 135 70 – 108 35 – 54 11,4 – 15,9 228 – 318 190 – 265 142 – 199 114 – 159 57 – 80 16,4 – 21,6 328 - 432 273 - 360 205 - 270 164 – 216 82 - 108 21,6 – 30,6 432 – 612 360 – 510 270 – 382 216 – 306 108 – 153 31,2 – 40,0 624 – 800 520 – 667 390 – 500 312 – 400 156 – 200 12,6 – 52,8 253 - 1056 210 - 880 157 - 660 126 - 528 63 - 264 9.9 Potřebná výkonnost nakladače ve vazbě na užitečnou hmotnost dopravního zařízení (m3.h-1) Tabulka 17 - Potřebná výkonnost nakladače ve vazbě na užitečnou hmotnost dopravního zařízení (m3.h-1) Objem Výkonnost Výkonnost Výkonnost Výkonnost Výkonnost korby nakladače nakladače nakladače nakladače nakladače dopravního při době při době při době při době při době zařízení nakládky nakládky nakládky nakládky nakládky (m3.h-1) (m3.h-1) (m3.h-1) (m3.h-1) (m3.h-1) (m3) 0,05 h 0,06 h 0,08 h 0,1 h 0,2 h 6 120 100 75 60 30 10 200 167 125 100 50 16 320 267 200 160 80 20 400 333 250 200 100 30 600 500 375 300 150 10 Dopravníky Jsou to dopravní zařízení pro dopravu kusových břemen nebo materiálu. Přeprava pomocí dopravníků je vedena po variabilních přepravních dopravníkových trasách předem zvolenou (stanovenou) konstantní rychlostí. Rychlost není závislá na prostředí, ve kterém přeprava probíhá, ale je závislá na technických a konstrukčních parametrech dopravníku a na charakteru přepravovaného materiálu. Břemeno nebo materiál jsou vždy ve vazbě s určitou částí dopravníku, resp. s dopravním médiem, které tuto vazbu zprostředkovává. 67
Výkonnost dopravníků je zpravidla konstantní, pokud je zajištěn optimální přísun břemen nebo materiálu ve vstupní části a je zajištěn plynulý odběr materiálu nebo břemen na konci dopravníku. U některých dopravníků lze přepravní trasy křížit, odbočovat a lze také vkládat materiál nebo břemena na přepravní dopravníkové trase. Pomocí dopravníků lze přepravovat i manipulační jednotky. 10.1 Výkonnost dopravníků Výkonnost dopravníků se určuje v jednotkách, které jsou vhodné pro sledovaný účel (ks, kg, m3). Při výpočtech dopravy stavebních nebo zemědělských materiálů se používají průměrné vstupní hodnoty (objemová hmotnost, nakypření, obsah vody), obvykle odhadnuté a výsledek je vždy podle odhadu přesný nebo méně přesný. Příklady výpočtu výkonnosti: a) Hmotnostní výkonnost u kontinuálně pracujícího dopravníku se spojitým tokem dopravovaného materiálu je dána vztahem: Qm = S . v . ρ . kp
(kg.s-1)
kde: v S ρ kp
- rychlost pohybu (m.s-1) - plocha skutečného průřezu materiálu na pracovním adaptéru dopravníku (m2) -3 - objemová hmotnost dopravovaného materiálu (sypná) (kg.m ) - součinitel plnění pracovního adaptéru dopravníku U většiny dopravníků není možné využít celý průřez dopravního pásu nebo žlabu, proto je vhodné součinitelem výkonnost upravit (součinitel plnění se pohybuje v rozsahu 0,6 – 0,8). b) Hmotnostní výkonnost korečkových dopravníků je dána vztahem:
Qm = Vk . v . tk-1. ρ. kpk
(kg.s-1)
kde: tk v ρ Vk
(m) (m.s-1) (kg.m-3) (m3)
- rozteč přepravních nádob na dopravníku - rychlost pohybu - objemová hmotnost dopravovaného materiálu (sypná) - jmenovitý objem korečku přepravní nádoby
Pro korečkové dopravníky je vhodné využít součinitel plnění objemu kpk pro přepravní nádobu (koreček). Doporučuje se u korečkových dopravníků 0,6.
V kpk = ------V0 kde: V - skutečný objem materiálu zaplňující přepravní nádobu na dopravníku (m3) - jmenovitý objem přepravní nádoby - korečku (m3) Vk
68
c) Výkonnost při přepravě kusového materiálu Qm = 3600. mk . v . tk-1 kde: mk tk v
(kg.h-1)
– hmotnost jednoho přepravovaného kusu (břemena) na dopravníku - vzdálenost přepravovaných břemen od sebe na dopravníku - rychlost pohybu
(kg) (m) (m.s-1)
10.1 Šnekové dopravníky Dopravu materiálu zajišťuje otáčející se šnekovice přivařená na trubce. U šneků s plnou šnekovicí tvoří šnekovice s hřídelí jeden konstrukční celek. U šneků s obvodovou šnekovicí je šnekovice spojena s hřídelí držáky, takže mezi šnekovicí a hřídelí vzniká štěrbina. Dopravní žlab, v němž je šnekovice uložena s určitou minimální vůlí (3-5mm) je buď otevřený nebo uzavřený, s průřezem kruhovým nebo tvaru U. Jeho konstrukční délka může činit až 40 m. Na spodní části bývá opatřen otvory s uzavíratelnými šoupátky pro vyprazdňování materiálu v libovolném místě. Šnekovnice je poháněna elektrickým motorem prostřednictvím převodovky, která může být umístěna na začátku nebo na konci dopravníku. Násypky a výsypy jsou vyráběny variabilně v závislosti na určení. Konstrukce umožňuje použití více násypných a výsypných míst na jednom dopravníku. Jeden dopravník může zásobovat materiálem více míst. Šnekové dopravníky slouží k přepravě různých sypkých materiálů a drobných kusových směsí. Nacházejí uplatnění zejména v potravinářství, chemickém průmyslu a v zemědělství. Dopravníky lze doplnit různými násypkami, výsypkami, mechanickými, nebo pneumatickými šoupátky, snímači hladin v násypce a míchadly v násypce. Činnost dopravníků je kontrolována a řízena elektronickým systémem řízení. Lze je použít pod jakýmkoliv úhlem sklonu – od vodorovných umístění až po svislá. Šnekové dopravníky lze snadno prodlužovat, rozšiřovat nebo obměňovat, čímž poskytují variabilitu způsobů použití. Nevýhodou šnekových dopravníků je možnost poškozování částic přepravovaného materiálu (drcením a roztíráním) a při dopravě granulovaných směsí dochází k rozdružování částic. Technické údaje vybraných šnekových dopravníků ŠD-120 ŠD-150 ŠD-200 TYP DOPRAVNÍKU
ŠD-250
120
150
200
250
dopravní výkon [m3h-1]
6
11
26
42
max. délka dopravníku [m]
5
5,5
5
4
1,1-1,5
1,5-3
1,5-4
2,2-5,5
průměr šnekovnice [mm]
příkon pohonu [kW]
10.1.1 Výkonnost šnekových dopravníků Pro šnekové dopravníky jsou základními konstrukčními údaji: D s
- průměr šnekovice (m) - stoupání šnekovice (m)
69
n
- otáčky šnekovice
(s-1)
Výkonnost šnekového dopravníku se vypočítá podle vztahu: Qm = S . v . ρ. kpk . ks
(kg.s-1)
kde: v ρ S kpk ks
- rychlost pohybu - objemová hmotnost dopravovaného materiálu (sypná) - plocha průřezu šnekovice - součinitel zaplnění průřezu dopravního šneku - součinitel sklonu dopravníku
(m.s-1) (kg.m-3) (m2) (0,16 – 0,50)
Součinitel sklonu dopravníku ks pro úhel 15° = 0,72; pro 30° = 0,58; pro 45° = 0,50; pro 60° = 0,44. Pro rychlost pohybu materiálu platí: v=s.n
(m.s-1)
Plocha průřezu šnekovice se vypočítá ze vztahu: Π . D2 S = -------4
(m2)
Průměry šnekovic se pohybují v rozsahu 100, 125, 160, 250, 400, 500, 630, 800, 1000 a 1250 mm. Při menších průměrech šnekovice se stoupání volí obvykle 1,0 až 0,8.D; při větších průměrech šnekovice se stoupání volí 0,8 – 0,5.D. Rychlost pohybu je v rozsahu 0,2 – 0,5 m.s-1. 10.2 Pásové dopravníky Pásový dopravník se skládá z pohonné jednotky, což může být spalovací motor nebo elektrický motor, nosného a tažného prvku, který tvoří uzavřený pás (dopravní pás) a ze dvou bubnů. Dopravní pás je poháněn prostřednictvím hnacího bubnu a udržován v napnutém stavu pomocí napínacího bubnu. Běžně používané šířky pásů jsou 400, 500, 650 a 800 mm. Osy bubnů jsou navzájem rovnoběžné a mezi bubny je pás zpravidla podpírán nosnými válečky nebo podélnými lištami. Některé dopravníky využívají hladké rovné podložky, po kterých pás klouže. Přepravní trať může být vodorovná, nebo mírně skloněná. Sklon trati závisí na druhu materiálu, ze kterého je pás vyroben, na specifickém provedení strany pásu, s níž je materiál v dotyku (na níž je ukládán) a na charakteru materiálu, který je dopravován. Pásy jsou textilní, pryžové, ocelové, kombinace textilie a pryže, drátěné, ocelopryžové a z plastických hmot. Vzhledem k vlastnostem přepravovaných materiálů a povětrnostním vlivům, kterým jsou dopravníky vystaveny, se používají dopravní pásy z PVC, na které lze připevnit různé typy unášečů. Unášeče umožňují zvýšit jejich výkonnost a dopravní výšku. Volba vhodného druhu pásového dopravníku závisí na požadovaném dopravním výkonu, délce trati, přepravovaném materiálu a ekonomice provozu. Uspořádáním pásových dopravníků za sebou tak, aby přepravovaný materiál přepadával z jednoho dopravníku na
70
další, lze vytvořit neomezeně dlouhou délku trati. Výhodou pásových dopravníků je jejich univerzálnost při používání a velký dopravní výkon. Nepoškozují přepravovaný materiál a jsou jednoduché konstrukce. Pásové dopravníky slouží k dopravě materiálů s velmi rozdílnými fyzikálně mechanickými vlastnostmi, od jemných sypkých hmot až po jednotlivé velmi hmotné kusy. Pásové dopravníky s násypkami a příčkami jsou vhodné na přepravu různých sypkých a drobných kusových produktů do balicích strojů a dávkovačů. Na pásových dopravnících lze vykonávat pracovní operace spojené s čištěním, tříděním a separací produktů. Prostřednictvím pásových dopravníků je zajišťována překládka mezi dopravními zařízeními a mezi manipulačními a dopravními zařízeními (uskladňování a vyskladňování). Pásové dopravníky nacházejí široké použití zejména v potravinářství, chemickém průmyslu, zemědělství. Dopravníky lze doplnit různými násypkami, výsypkami, přesuny, řazením a podobně. Pásové dopravníky s ocelovými pásy jsou používány pro přepravu materiálů se silně abrazívními a chemicky agresívními účinky. Lze jimi přepravovat i materiály s vysokými teplotami. Dopravníky s pásy z drátěného pletiva jsou používány v prostředí s vysokými teplotami. Jsou vhodné pro přepravu velmi tvrdých materiálů s ostrými hranami. Mají velkou odolnost proti nárazům. 10.2.1 Výkonnost pásových dopravníků při dopravě sypkého materiálu Qm = S . v . ρ . kp . ks
(kg.s-1)
kde: v - rychlost pohybu (m.s-1) S - plocha skutečného průřezu materiálu na pracovním adaptéru dopravníku (m2) ρ - objemová hmotnost dopravovaného materiálu (sypná) (kg.m-3) kp - součinitel plnění pracovního adaptéru dopravníku ks - součinitel sklonu (při dopravě šikmo vzhůru) (2° = 0,998; 4° = 0,995; 8° = 0,981; 12° = 0,957) Dopravní rychlost se volí v závislosti na druhu dopravovaného materiálu. Příklady rychlosti: a) obilné zrno, slad, šrot b) uhlí, cement, cukr, písek c) štěrk, koks, kamenivo d) řepa, uhlí, škrob
2,50 – 4,00 m.s-1, 1,60 – 3,15 m.s-1, 1,25 – 2,50 m.s-1, 1,60 – 2,50 m.s-1,
Plocha průřezu dopravovaných písčitých hornin a obilovin na rovném pásu je dána vztahem: 2 S ~ --- b . h (m2) 3 kde: b - šířka pásu (m) h - výška, kterou zaujímá materiál nad středem pásu (m)
71
S
- plocha skutečného průřezu materiálu na pracovním adaptéru dopravníku
(m2)
Pro sypné materiály typu s menším sypným úhlem platí: 1 S = ---- . b2.tg βm (m2) 6 kde: b - šířka pásu dopravníku (m) tg βm - dynamický sypný úhel dopravovaného materiálu (°) Určení šířky pásu Při dopravě sypkých materiálů se určí šířka pásu v závislosti na sypném úhlu materiálu, na ložném profilu (pás rovný, korýtkový) a na základě teoretického průřezu vrstvy materiálu na pásu při rychlosti v = 1 m.s-1. Teoretický průřez vrstvy materiálu se vypočte ze vztahu pro dopravované množství (výkonnost): Qm S = ---------------v . ρ . ks . kp kde: v S ρ kp ks
(m2)
- rychlost pohybu (m.s-1) - plocha skutečného průřezu materiálu na pracovním adaptéru dopravníku (m2) - objemová hmotnost dopravovaného materiálu (sypná) (kg.m-3) - součinitel plnění pracovního adaptéru dopravníku - součinitel sklonu (při dopravě šikmo vzhůru)
10.2.2 Výkonnost při dopravě kusového materiálu pásovým dopravníkem (břemen) m.v Qks = -------- (kg.s-1) lk kde: m - hmotnost jednoho přepravovaného kusu v - dopravní rychlost lk - vzdálenost dvou po sobě následujících kusů
(kg) (m.s-1) (m)
10.3 Deskové dopravníky U deskových dopravníků je tažným orgánem jeden nebo dva řetězy. Články řetězů jsou upraveny tak, aby k nim mohly být připevněny závěsy desek. Dopravníky jsou konstruovány z nerezových materiálů s použitím plastových komponent. Pohon je realizován
72
pomocí elektromotorů a převodovek (například šnekovou převodovkou) umístěnými podle návazné trasy na pravé nebo levé straně dopravníku. Dopravní článkový řetěz klouže v horní větvi po plastových vodících lištách. Otevřená konstrukce dopravníků maximálně usnadňuje sanitaci zařízení. Úzké deskové (článkové) dopravníky jsou určeny pro dopravu a akumulaci prázdných, nebo naplněných kusových obalů (lahví, sklenic, plechovek, apod.) v technologických linkách potravinářského průmyslu. Deskové dopravníky střední velikosti slouží k dopravě kusového zboží až do hmotnosti 200 kg. Jsou vhodné pro dopravu krabic, kartonových obalů, výrobků balených ve fólii, přepravek, krabic, beden, sudů, lahve, plechovek a dalších obdobných druhů výrobků. Deskové dopravníky pro těžká břemena jsou používány v odvětví energetiky, v dolech, ve slévárnách a průmyslu stavebních hmot. 10.3.1 Výkonnost deskových dopravníků m.v Qks = -------- (kg.s-1) lk kde: m - hmotnost jednoho přepravovaného kusu v - dopravní rychlost lk - vzdálenost dvou po sobě následujících kusů
(kg) (m.s-1) (m)
10.4 Válečkové dopravníky Válečkové dopravníky využívají pro dopravu lehce otočné válečky. Hnané válečkové dopravníky se používají pro vodorovný transport břemen. Břemeno musí mít alespoň jednu stranu rovnou a dostatečně tuhou. Přepravované břemeno se posouvá po hnaných válečcích. Výběr druhu válečků (průměr) se odvíjí od specifických požadavků na přepravovaný materiál. Používají se válečky v provedení ocelové pozinkované, nebo nerezové. Pohon válečků je realizován elektrickým motorem s převodovkou, který může být doplněn frekvenčním měničem. Pro postranní vedení se používají vodící lišty (L profil nebo trubka). Osová rozteč válečků závisí na velikosti přepravovaných břemen. Břemeno by mělo ležet vždy alespoň na třech válečcích. Délku trati válečkových dopravníků lze snadno měnit, v určitém místě přerušit a uvolnit místo pro průchod nebo průjezd. Také křižovatky těchto dopravníků lze řešit prostřednictvím točnic. Směr dopravy lze snadno měnit zařazením oblouků. Válečkových dopravníků se používá k přepravě kusových materiálů, břemen, sudů, barelů, beden, přepravek a podobně.
10.4.1 Výkonnost válečkových dopravníků m.v = -------Qks lk
(kg.s-1)
73
kde: m v lk
- hmotnost jednoho přepravovaného kusu - dopravní rychlost - vzdálenost dvou po sobě následujících kusů
(kg) (m.s-1) (m)
10.5 Korečkové dopravníky - Elevátory Korečkový dopravník se skládá tažného elementu (z nekonečného řetězu, lana, dopravního popruhu, pásu), na kterém jsou v určité vzdálenosti od sebe připevněny korečky. Koreček je nádobka určitého objemu (rozměry korečků jsou normalizovány), která je k tažnému elementu připevněna tak, aby docházelo k plnění korečku dopravovaným materiálem. Pohon tažného elementu zajišťuje hnací buben, s nímž je v ose vratný a napínací buben. Korečky při svém pohybu ve spodní části stroje naberou materiál a v horní části tento materiál vysypou. Způsoby vyprazdňování korečků a) b) c) d)
Gravitační přes zadní stěnu předchozího korečku; Gravitační s odklonem vratné větve; Gravitační s vyprázdněním středem elevátoru; Odstředivou silou.
Používají se ke svislé (vertikální) dopravě práškových, sypkých a zrnitých materiálů menších rozměrů směrem zdola nahoru v zemědělských, potravinářských, chemických, dřevozpracujících a jiných provozech a ve stavebnictví. Nelze dopravovat materiály silně přilnavé a lepkavé. Objem korečků je variabilní, bývá až 150 litrů. Šířka korečků se pohybuje v rozmezí 80 až 1000 mm. Rychlost pohybu korečků je v rozsahu 0,3 – 1,6 m.s-1. 10.5.1 Výkonnost korečkových dopravníků Qm = Vk . v . tk-1. ρ. kpk
(kg.s-1)
kde: tk v ρ Vk
(m) (m.s-1) (kg.m-3) (m3)
- rozteč přepravních nádob na dopravníku - rychlost pohybu - objemová hmotnost dopravovaného materiálu (sypná) - jmenovitý objem korečku
Pro korečkové dopravníky je vhodné využít součinitel plnění objemu kpk pro přepravní nádobu (koreček). Doporučuje se u korečkových dopravníků 0,6.
10.6 Řetězové dopravníky - redlery Řetězový dopravník je dopravník, jehož vodícím prostředkem je uzavřený žlab a tažným prostředkem řetězové pásmo. Řetězové dopravní pásmo se skládá z dopravního řetězu na který jsou navařeny ploché unášeče. Přepravu materiálu zajišťují unašeče, které jsou
74
upevněny na řetězu. Ve žlabu skříňového tvaru je poháněcím a napínacím řetězovým kolem veden nekonečný dopravní řetěz. Za chodu klouže spodní větev řetězu po dně žlabu a horní zpětná větev běží po vodících válečkách. Tažným řetězovým kolem otáčí elektropřevodovka prostřednictvím řetězového převodu. Vlastní dopravní funkce spočívá v tom, že je dopravovaný materiál přiváděn vpádem ve víku nebo bočními vpády do spodní větve řetězu a je unášecími elementy řetězu unášen do výpadu. Redlerové dopravníky jsou využívány pro plynulou přepravu práškovitých, vločkovitých, jemnozrnných materiálů do zrnitosti 50 mm, neabrazivního materiálu. Nelze dopravovat materiály silně přilnavé a lepkavé. V dřevařském průmyslu jsou tyto dopravníky především určeny k dopravě pilin nebo štěpek. Díky modulárnímu systému je možné sestavit dopravníky dle konkrétních prostorových podmínek. Na základě druhu materiálu a tvaru dopravníku je zvolen druh dopravníku, který může být se SPODNÍM nebo HORNÍM hrnutím materiálu. Maximální délka jednoho dopravníku je limitována na cca 22 metrů. Dopravníky vykazují nízkou hlučnost a minimální nároky na obsluhu a servis. Výkonnost redlerů je 20 až 120 tun za hodinu. 10.6.1 Výkonnost řetězových dopravníků Dopravované množství závisí na průřezu materiálu ve žlabu S a dopravní rychlosti v. Teoretická výkonnost se vypočítá podle vztahu: Qv = 3600 . S . v
(m3.h-1)
Dopravní rychlost je nižší než rychlost tažného řetězu, k čemuž je přihlíženo při výpočtu součinitelem rozdílu rychlosti materiálu a rychlosti pohybu řetězu cv. v cv = ----v0 kde: v0 - rychlost tažného řetězu (m.s-1) Hodnoty součinitele rozdílu rychlosti materiálu a rychlosti pohybu řetězu u redlerů. Charakter materiálu Drobně kusovitý Zrnitý Práškovitý
Redler vodorovný 0,9 0,8 – 0,9 0,6 – 0,8
Redler svislý (strmý) 0,8 0,6 – 0,8 0,4 – 0,6
Objem dopravovaného materiálu na délkové jednotce 1 m redleru je menší než S . 1 m o objem řetězu s unášeči, který je materiálem obklopen. To se vyjadřuje součinitelem obsazenosti žlabu řetězem s unášeči cp, který se pohybuje v rozmezí 0,9 – 0,95.
Skutečná výkonnost vodorovného nebo mírně šikmého redleru se vypočítá podle vztahu: Qv = 3600 . S . cp . v0 . cv
(m3.h-1)
kde:
75
S cp v0 cv
- průřez žlabu (m2) - součinitelem rozdílu rychlosti materiálu a rychlosti pohybu řetězu (m.s-1) - rychlost tažného řetězu - součinitel obsazenosti žlabu řetězem s unášeči
10.7 Spirálové dopravníky Materiál je dopravován speciální ocelovou plochou spirálou, šroubovitě se otáčející uvnitř ohebné ocelové nebo umělohmotné trubky. Trubka je zpravidla z plastické hmoty nebo ocelová s vnitřní úpravou pro získání mechanické a chemické odolnosti. Konstrukce umožňuje přímé i ohebné vedení dopravníku. Dopravní spirála je volena podle druhu dopravovaného materiálu z drátu s kruhovým nebo obdélníkovým průřezem. Použitý materiál je ocel nebo nerezavějící ocel. S hřídelí pohonu je spojena pomocí unašeče a příložek se šrouby. Volný konec je uložen v koncovém ložisku. Spirála je poháněna převodovkou s el. motorem nebo jen el. motorem, který je umístěn na konci dopravníku u výsypu. Podle druhu dopravovaného materiálu jsou voleny otáčky dopravní spirály a její materiál. Při malé délce dopravníku, může být pohon u násypky. U některých modelů je uvnitř spirály další ohebná vnitřní trubka, která slouží ke snížení středového propadu některých druhů materiálů u dopravníků s větší světlostí. Různé typy vpádů a výpadů umožňují minimalizovat výšku potřebnou pro dopravník. Ponorný vpád (typu "krtek") umožňuje nabírat materiál přímo z hromady nebo ze zásobníku (z kontejneru nebo velkoobjemového vaku). Konstrukce dopravníku umožňuje přepravovat materiál horizontálně, vertikálně nebo v libovolném sklonu i na dlouhé vzdálenosti, s minimálními požadavky na prostor a s nízkými náklady na provoz. Konstrukce umožňuje použití více násypných a výsypných míst na jednom dopravníku. Jeden dopravník může zásobovat materiálem více míst. Stavebnicová konstrukce umožňuje kompletace různých sestav dle konkrétních podmínek použití. Automatický provoz dopravníku zabezpečuje koncový spínač umístěný v posledním výpadu. Vyrábí se dva základní druhy: a) spirála v plastové trubce, s možností změny tvaru a oblouků dle dané situace, a změny násypného a výsypného místa dle provozu. b) spirála v ocelové trubce, pro stabilní řešení i s možností oblouku na trubce. Spirálové dopravníky jsou určeny pro dopravu suchých, sypkých nebo granulovaných materiálů v interiérech i exteriérech. Standardně se používají pro dopravu ze zásobníků, obřích vaků, míchaček a dalších zařízení do balících strojů, čističek obilí a jiných navazujících zařízení. Umožňují snadné a účinné vyprazdňování a plnění.
Technické údaje vybraných spirálových dopravníků TYP DOPRAVNÍKU
SD-50
SD-75
SD-90
SD-120
vnější průměr trubky [mm]
50-63
70-75
90-102
114-125
76
dopravní výkon [dm3min-1]
16
30
52
92
max. délka dopravníku [m]
10
12
24
6
0,25-0,75
0,37-1,1
0,55-1,5
0,55-2,2
1,8
2,2
2,5
3,5
0,01-6
0,01-10
0,01-14
0,01-18
příkon pohonu [kW] min. poloměr ohybu [m] zrnitost materiálu min-max [mm]
10.8 Unášecí lanové a řetězové dopravníky 10.8.1 Unášecí lanový dopravník Skládá se z pohonu, násypky, unášečů, výpadů, dopravního potrubí, lana a vodících kladek. Dopravní potrubí tvoří uzavřený okruh. Sypký materiál je dopravován uvnitř uzavřeného potrubí pomocí unášečů (disků). Unášeče jsou vyrobeny z odolné umělé hmoty a jsou připevněny na silné a pružné ocelové lano. Unášeče se pohybují společně s lanem v uzavřeném okruhu. Materiál je posunován před unášeči do místa výpadu. Pro ovládání dopravníku slouží koncový vypínač a panel standardního nebo elektronického ovládání. Stavebnicová konstrukce umožňuje kompletaci různých sestav dle konkrétních podmínek použití. Unášecí lanový dopravník je určen pro dopravu sypkých nebo granulovaných krmiv uvnitř stájových objektů určených zejména pro drůbež, prasata nebo skot. Dopravník se vyznačuje variabilní stavebnicovou konstrukcí umožňující dopravu krmiva v horizontální i vertikální rovině. Při dopravě nedochází k separaci a rozrušování krmiva. Podle volby pohonné jednotky je možno instalovat jeden nebo dva krmné okruhy. Při použití dvojité pohonné jednotky jedna dopravní smyčka dopravuje krmivo ze zásobníku do násypky a druhá smyčka dopravuje krmivo po stáji. 10.8.2 Unášecí řetězový dopravník Jedná se o systém spojených válcovaných ocelových trubek, které pomocí rohových segmentů tvoří uzavřený okruh. Dopravovaný materiál je unášen pomocí plastových kruhových unášečů, připevněných na pevném řetězu. Pro pohon se používají dva motory a nebo jeden motor. Vpády a výpady je možno volit libovolně podle potřeby. Tento systém je šetrný k přepravovanému materiálu. 10.9 Vibrační dopravníky Vibrační dopravníky jsou mechanické dopravníky využívající k dopravě materiálu setrvačných sil působících na částice dopravovaného materiálu. Jsou tvořeny žlabem tvaru rozevřeného písmene U, který je pružně uložen na základu. Pohon dopravníku dává žlabu kmitavý pohyb. Vibrační dopravníky se rozdělují na: a) Impulsní b) S mikrovrhem
77
10.9.1 Impulsní vibrační dopravníky Částice dopravovaného materiálu se pohybují se žlabem vlivem rozdílu silových impulsů, které jsou jim uděleny žlabem při jeho pohybu ve směru dopravy a zpět. Výkonnost impulsních dopravníků Qv = 3600 . S . sm . f kde: S sm f
(m3.h-1)
- plocha průřezu vrstvy materiálu ve žlabu - dráha materiálu při jednom dvojzdvihu žlabu - frekvence kmitání žlabu (3 až 6 Hz)
(m2) (m) (s-1)
10.9.2 Dopravníky s mikrovrhem V určité fázi pohybu žlabu dochází k oddělení částic materiálu od žlabu. Částice jsou vrženy žlabem do prostoru, pohybují se přitom po parabole a dopadají zpět na žlab. Celý proces ne neustále opakuje a částice se pohybují ve směru dopravy. Vzdálenosti, na které jsou částice vrhány, jsou velmi krátké, jedná se o mikrovrh. Výkonnost dopravníků s mikrovrhem Qv = 3600 . S . v kde: S v
(m3.h-1)
- plocha průřezu vrstvy materiálu ve žlabu - rychlost pohybu materiálu ve žlabu
(m2) (m.s-1)
Na skutečnou rychlost má vliv parametr vrhu, parametr pohybu částic materiálu, výška vrstvy materiálu, zrnitost materiálu a další vlastnosti materiálu. Vlivem uvedených faktorů je skutečná rychlost až o 30% nižší než teoretická. Dosahovaná rychlost se pohybuje v rozmezí 0,12 až 0,4 m.s-1. Záleží také na způsobu pohonu vibračních dopravníků. Používají se tři způsoby pohonu. Mechanický pohon prostřednictvím klikového mechanismu (0,4 m.s-1), pohon mechanickým budičem kmitů (pomocí excentrů) (0,25 m.s-1) a pohon elektromagnetickým budičem kmitů (0,12 m.s-1). Vibrační dopravníky poháněné příložnými elektrickými vibrátory jsou regulovány změnou nastavení nevývažků nebo plynulou regulací pomocí frekvenčních měničů. Dopravní výkon je až 200 m3.hod-1. Instaluje se brždění doběhu motorů, aby nedošlo k poškození vibračního dopravníku v rezonančních frekvencích při doběhu. Menší dopravníky mohou být poháněny elektromagnetickými budiči. Vibrační dopravníky jsou určeny pro šetrnou dopravu sypkých, zrnitých a kusovitých materiálů. Princip vibrační dopravy umožňuje transport suchých, vlhkých a mokrých substrátů v širokém teplotním rozmezí. Vhodné je použití pro dopravu a vynášení materiálů z násypek, zásobníků a sil, případně mohou plnit dopravní a další technologickou funkci například v potravinářském průmyslu při sušení a pražení. 10.10 Pneumatické dopravníky
78
Pneumatické dopravníky využívají pro dopravu materiálu jako pomocného nosného média vzduch. Výjimky jsou v případech, kdy dopravovaný materiál nesmí přijít do styku se vzduchem, například když je dopravován jiný plyn. Oproti mechanické dopravě má značnou provozní výhodu, že používá malý počet pohonů, převodů, ložisek a dalších pohyblivých dílů, což výrazně snižuje nároky na údržbu. Pneumatický dopravník se skládá z rámu (podvozku), pohonné části (elektrický motor, vývodová hřídel traktoru), ventilátoru, nasávací části (sací hlavice, sací potrubí), sacího odlučovače, dávkovače a výtlačné části (výpustný odlučovač - cyklón). Odlučovače slouží k oddělení dopravovaného materiálu od vzduchu. Využívají ztráty rychlosti materiálu a setrvačných sil jeho částic. Pneumatická doprava je speciálním oborem vzduchotechniky, který je využíván při manipulaci s materiálem. Je využívána zejména k dopravě práškových a jemně zrnitých, volně ložených materiálů na vzdálenosti od několika metrů až po řádově stovky metrů s převýšením řádově desítky metrů s dopravními výkonnostmi až stovky tun za hodinu. Pneumatická doprava není vhodná pro všechny druhy materiálů, protože u některých může dojít k poškození zrn. Při změně vlhkosti dopravovaného materiálu mohou nastat poruchy v dopravě. Zařízení pneumatické dopravy lze podle fyzikálního principu rozdělit na: a) fluidní pneumatickou dopravu - sem lze zařadit horizontální dopravu pneumatickými dopravními žlaby či fluidními dopravníky, provzdušňovací zařízení sil a jejich vykládku, pneumatická homogenizační zařízení a pneumatické separátory hrud a cizích těles. Fluidní žlab je dopravní zařízení určené k dopravě zrnitého materiálu. Skládá se ze žlabu (koryta), který je pórovitou přepážkou rozdělen na dvě nestejně velké části. Do spodní části (menší) je přiváděn vzduch, který je po průchodu přepážkou jemně rozptýlen a průchodem vrstvou zrnitých částí je uvádí do vznosu. Směs vzduchu a částic se uvede do pohybu i při velmi malém spádu. b) pneumatickou dopravu ve vznosu – sem lze zařadit dopravu na velké horizontální vzdálenosti a s poměrně značným převýšením, kterou lze dále dělit podle potřebného tlaku dopravního média na dopravu vysokotlakou, středotlakou a nízkotlakou. c) pneumatickou dopravu speciální - např. dopravu v zátkách, dopravu kompaktních těles a dopravu na vzduchovém polštáři 10.11 Magnetické dopravníky Jsou určeny pro dopravu kovových břemen (plechové obaly) prostřednictvím pásového dopravníku nebo deskového dopravníku. Břemena jsou přidržována k pásu pomocí permanentních magnetů. Břemena lze dopravovat vodorovně i svisle. Permanentní magnety jsou umístěny v celé dopravní trase i pod oběžnými koly. Jsou určeny pro dopravu prázdných plechových obalů mezi místy se značným výškovým rozdílem. 10.11.1 Magnetické separátory
79
Magnetický dopravník (separátor) je dopravník, který se používá ke shromažďování kovových materiálů nebo části. Materiál padá na povrch skříně dopravníku („kluznou desku“) zhotovenou z nemagnetické nerezové oceli. Permanentní magnety na řetězovém dopravníku pod kluznou deskou přitahují kovové materiály a částice a unášejí je po desce do místa. 10.11.2 Magnetické pásové dopravníky pro těžké součásti Konstrukce využívá k dopravě železných součástí pohyblivé magnety, uložené v kluzném loži z korozivzdorné oceli. Dvouválečkové poháněcí řetězy se pohybují v olejem impregnovaných kluzných vodicích drahách vyrobených z polyetylenu a drží a pohání dopravníkové magnety (magnetický pás MagSlide), které nahrazují klasický dopravní pás. Vodící dráhy zajišťují plynulé mazání, což snižuje tření, opotřebení řetězů a hlučnost zařízení. Životnost zvyšují i zabudované olejové maznice pro ruční nebo automatickou dodávku maziva. Dopravníky jsou standardně vybaveny vysoce výkonnými keramickými magnety. Jsou určeny pro manipulaci a dopravu těžkých, ostrých a abrazivně působících součástí, jejichž přesuny na konvenčních pásových dopravnících způsobují problémy. 10.12 Podvěsný řetězový dopravník Skládá se z pojezdové dráhy, která je připevněna zpravidla ve stropní části budovy nebo na podpěrných sloupech. Po pojezdové dráze se pohybují ve stanovené rozteči jezdci, které jsou spojené řetězem. Ve spodní části jezdců je hák nebo oko pro uchycení břemen. Využití podvěsných dopravníků a) Výrobní linky (masný průmysl) b) Technologická doprava (textilní průmysl, strojírenství, čistírny oděvů) 10.13 Shozy stavební sutě Shozy stavební sutě se skládají z násypky a několika vzájemně spojených dílů kruhového průřezu. Násypka je připevněna na rámu, který je fixován v okně nebo jiném vhodném otvoru ve stěně. Materiál shozů je polyethylen odolný vůči nárazům, abrazi a teplotním rozdílům. Používají se při renovacích starých patrových objektů. 10.14 Skluzy Skluzy jsou jednoduché dopravní tratě, které využívají k dopravě břemen jejich vlastní hmotnosti. Bývají zhotoveny z rozmanitých podložek (kov, plast, dřevo), které mohou být rovné, zakřivené nebo spirálové. Navrhování sklonu skluzu Sklon skluzu musí být takový, aby se břemeno pohybovalo po skluzu přiměřenou rychlostí. Hlavními faktory jsou: součinitel tření mezi materiálem břemena, který je v dotyku se skluzem, úhel sklonu, dopravní výška, vstupní rychlost břemena a délka skluzu. Výstupní rychlost materiálu lze vypočítat ze vztahu:
80
____________________ v2 = √ v2 + 2g . (h – f . l . cosα) kde: v -vstupní rychlost břemena (m.s-1) g – tíhové zrychlení (m.s-1) h – dopravní výška (m) l – délka skluzu (m) α – úhel sklonu skluzu f – součinitel tření mezi materiálem a skluzem Příklady: lepenková krabice na plechovém skluzu (0,55 – 0,61) dřevěná bedna na plechovém skluzu (0,54 – 0,62) plechová bedna na plechovém skluzu (0,35- 0,52) 11 Paletové vozíky Motorové paletové vozíky představují celou škálu vozíků používaných ve skladovém hospodářství. Jsou to nejrůznější typy nízkozdvižných vozíků pro horizontální přepravu palet a břemen s chodící obsluhou, trvale stojící obsluhou, sedící obsluhou podélně a příčně ve směru jízdy. Trendem je přeprava více palet najednou. S tím je spojen problém výhledu obsluhy dopředu, která situaci řeší tak, že i na delší vzdálenost volí jízdu pozadu. To přináší řadu negativních vlivů a rizik vzniku úrazu, od snížené schopnosti rychlé reakce na vnější podněty až po zdravotní rizika, spojená s dlouhodobým sezením ve fyziologicky a ergonomicky nevyhovující poloze. Pro eliminaci uvedených rizik jsou vyráběny vozíky s otočnou kabinou, takže obsluha sedí vždy po směru jízdy. Vozíky se skládají z kolového podvozku, vidlic, mechanismu pro změnu polohy vidlic, ovládacího zařízení pro směrování jízdy vozíku, případně energetického zařízení, pokud je jím vozík poháněn. Hlavním pracovním orgánem jsou stavitelné vidlice, které jsou v základní poloze ve stanovené výšce nad rovinou pojezdu a pracovní poloze je jejich výška variabilní. Operátor ovládá směr jízdy a výšku vidlic pomocí přímých nebo dálkových ovladačů. Pojezd je realizován prostřednictvím animální síly nebo působením energie dodané energetickým zařízením – elektrickým, spalovacím motorem nebo plynovým motorem. Zdvih vidlic je realizován ručním hydraulickým tlakovým čerpadlem nebo hydraulickým motorem. Je to mechanizační zařízení, které usnadňuje manipulaci s paletovými manipulačními jednotkami. Používají se zejména ve skladech, při ukládání paletových jednotek do regálů, při jejich stohování, při nakládání a vykládání paletových jednotek i jednotlivých břemen z dopravních zařízení a při manipulaci s břemeny uloženými na paletách v obchodní síti (rozvoz zboží ze skladu do regálů na prodejně). Paletové vozíky se vyrábějí v mnoha provedeních, také pro manipulaci s nestandardním materiálem: Ručně vedené vozíky s otočnými vidlemi Ručně vedené vozíky s naklápěcími vidlemi Ručně vedené vozíky pro manipulaci se sudy Ručně vedené vozíky nůžkové
81
Ručně vedené vozíky vážící 11.1 Rozdělení paletových vozíků podle způsobu provozování (pohonu pojezdu a zdvihu vidlic) a) Vozík provozovaný vhodnou animální silou (vyškoleným člověkem-operátorem); b) Vozík provozovaný pomocí energetického zařízení (spalovacím motorem, elektrickým motorem, plynovým motorem); c) Vozík s kombinovaným provozováním. 11.1.1 Paletový vozík provozovaný vhodnou animální silou Vozík provozovaný vhodnou animální silou je řízen (směrován) a zároveň tažen nebo tlačen obsluhou. Nízkozdvižné vozíky mají hydraulické zvedání vidlic. Tlakové médium dodává ruční přímočarý hydromotor pohybem oje směrem shora dolů. Každým pohybem dochází ke zvedání nosného rámu s vidlicemi o určitou dráhu. Nožním pedálem se uvolňuje přepouštěcí ventil a rám s vidlicemi klesá po dobu, kdy je ventil uveden v činnost. Ručně vedené mechanické vozíky jsou určeny pro manipulaci na zpevněných a rovných plochách uvnitř hal. Jsou vhodné do míst s omezeným pracovním prostorem a v místech, kde není možné použít motorem poháněnou techniku. 11.1.2 Paletový vozík provozovaný pomocí energetického zařízení Vozík je vybaven spalovacím nebo elektrickým motorem, který slouží pro pojezd vozíku a k pohonu mechanismu pro změnu polohy vidlic a k zajištění obsluhy přídavných zařízení. K přídavným zařízením patří jeřábové rameno, boční posuv vidlic, hydraulická lopata, nosný čep určený k převážení a zvedání dutých břemen, sněhová radlice, výklopný kontejner, montážní plošina, drapák na dřevo, otočné vidlice k vysypávání ohradových palet, otočná chapadla pro manipulaci s rolemi papíru, svěrací čelisti pro manipulaci se sudy a balíky lisovaného odpadu a další. Vozík je vybaven sedačkou pro operátora, u některých modelů je k dispozici vyhřívaná kabina, volantem, pedály, ochranným rámem, ovladači, osvětlením a příslušenstvím pro zajištění chodu motoru (nádrž na pohonné hmoty, hydraulické zařízení, akumulátorové baterie), popřípadě majákem. Kola podvozku jsou opatřena pneumatikami s tlakovým vzduchem. Vozík je řízen předními nebo zadními koly. Dobrá ovladatelnost vozíků s velmi hmotnými náklady břemen je zajištěna servořízením. Hydraulické čerpadlo zásobuje zvedací i řídící systém. Hydraulický olej pro řízení odbočuje z celého hydraulického okruhu přes prioritní ventil (řízení a zdvih). Motor čerpadla se zapojí k řízení pouze v okamžiku, jestliže operátor pohybuje volantem. Zpravidla pouze 5 otáček volantem od zarážky k zarážce usnadňuje operátorovi řízení v úzkých skladovacích prostorách. V elektrickém provedení vozíků se používá elektronický diferenciál. U vozíků s nosností nad 2500 kg bývá elektromotor řízen prostřednictvím potenciometru nebo polovodičového měniče pro plynulejší pojezd. Systém rekuperačního brždění se u elektrických vozíků stal standardem. Aktivuje se automaticky po uvolnění pedálu akcelerátoru a sešlápnutí pedálu brzdy. Spolu s elektronickou řídící jednotkou tak umožňuje získat zpět část energie, která se využívá pro dobíjení akumulátorů. Řada vozíků pracuje ve vícesměnném nebo nepřetržitém provozu a proto se u nich používají vysokokapacitní akumulátory, které umožňují dlouhý pracovní cyklus mezi dobíjením. 11.1.3 Paletový vozík s kombinovaným provozováním
82
Vozík s kombinovaným provozováním je řízen (směrován) a zároveň tažen nebo tlačen obsluhou nebo využívá k pohonu elektromotoru, který ovládá pomocí ovladačů na oji. Ručně vedené mechanické vozíky jsou určeny pro manipulaci na zpevněných a rovných plochách a uvnitř hal. 11.2 Rozdělení paletových vozíků podle výšky zdvihu 11.2.1 Nízkozdvižné paletové vozíky (výška zdvihu 120 - 205 mm) a) Nízkozdvižný vozík ručně vedený kráčející obsluhou b) Nízkozdvižný vozík s elektrickým pohonem ručně vedený kráčející obsluhou c) Ručně vedený vozík nízkozdvižný a možností vysokého zdvihu (120 – 1650 mm) d) Nízkozdvižný vozík ovládaný sedící obsluhou e) Nízkozdvižný vozík ovládaný stojící obsluhou na plošině vozíku 11.2.2 Vysokozdvižné paletové vozíky (až do výšky 15 000 mm) a) Ručně vedené vysokozdvižné vozíky s elektrickým pohonem (6 000 mm) b) Motorové vozíky čelní vysokozdvižné (8 500 mm) c) Regálové zakládací vozíky (Retraky) (12 000 mm) d) Vychystávací vozíky (8 000 mm) e) Vozíky do úzkých uliček (VNA) (15 000 mm) 11.2.2.1 Retraky (Regálové zakládací vozíky) Regálové zakládací vozíky jsou určeny pro manipulaci na zpevněných plochách a uvnitř hal. Jsou určené do míst s omezeným pracovním prostorem. Pro tyto účely jsou vozíky vybaveny výsuvnou zvedací věží, která umožňuje zkrátit celkovou délku vozíku a snižuje tak nároky na šíři pracovní uličky. Vozíky jsou vyráběny také s kabinou pro manipulaci s paletovými jednotkami v mrazícím skladu. 11.2.2.2 Vychystávací vozíky Vychystávácí vozík se používá pro přípravu kompletní palety s různými položkami ve skladu. Nízkozdvižný typ jezdí podél uličky a obsluha na paletu vychystává dílčí položky. Vychystávání může probíhat buď ze země nebo je možné využít zdvihu vozíku a odebírat břemena i z vyšších pater regálové konstrukce. Pracovník se zvedá postupně společně s vidlemi, na nichž je paleta. Paleta je v tomto případě umístěna v prostoru opatřeném obvodovým zábradlím. Nebo je mimo paletu v pracovním koši (stanovišti) a paletu má před sebou. V tomto případě může nastavovat vidlice s paletou tak, aby dosáhl pohodlně na břemena. Z regálů postupně odebírá břemena a ukládá je na paletu. Vychystávací vozíky se vyznačují nízkými provozními náklady a vysokou efektivitou. Ovládání vozíku provádí obsluha ze svého místa. Vozíky usnadňují a zrychlují přípravu paletové jednotky, skládající se z více druhů břemen (výrobků). Jsou určené pro přepravu a vyskladňování (vychystávání) materiálu uvnitř objektů, zpravidla velkokapacitních skladů. Vychystávací vozíky jsou určeny pro manipulaci na zpevněných plochách, uvnitř hal, uvnitř nákladových prostorů a kontejnerech. Jsou určené do míst s omezeným pracovním prostorem.
83
11.2.2.3 Vozíky do úzkých uliček (VNA) Vozíky do úzkých uliček (VNA) jsou dva typy – s obsluhou dole a s obsluhou vyjíždějící nahoru s vidlicemi. U vozíků s vyjíždějící obsluhou jede obsluha nahoru s nákladem a tak se nachází vždy ve stejné výši jako je regál s paletovou jednotkou. Tyto vozíky mají vidlice kolmo k ose vozíku, takže odebírají paletové jednotky z regálů v úzkých uličkách. Mohou sloužit i pro odebírání jednotlivých břemen a jejich ukládání na paletu jako v případě vychystávacích vozíků. 11.2.3 Speciální vozíky vysokozdvižné a) Vozíky pro manipulaci s kontejnery (Reachstakery) b) Vozíky pro vysoké zatížení (Big Trucks) (10 000 mm) c) Boční vysokozdvižné vozíky (slouží k manipulaci s dlouhými břemeny (tyčovina, profily) 11.3 Sledované technické údaje u vozíků: Nosnost (kg) Výška zdvihu (m) (š x v x d) Rozměry vidlic Šířka pracovní uličky (m) Poloměr otáčení (m) Hmotnost (kg) Výkon motoru (kW) 12 Ruční dopravní vozíky Ruční dopravní vozíky jsou jednoduchá dopravní zařízení, jimiž se usnadňuje doprava břemen na krátké vzdálenosti (do 50 m) po rovině a zpravidla na zpevněných površích. Jsou vyráběny jako jednonápravové nebo dvounápravové. Jsou opatřeny podvozkem se dvěmi, třemi nebo čtyřmi koly rozmanitých průměrů a běhounů. V některých případech jsou kola opatřena pneumatikami s přetlakovým vzduchem. Dvounápravové vozíky jsou řiditelné prostřednictvím samostatně otočných kol na jedné, popřípadě na obou nápravách nebo jsou vybaveny natáčecí nápravou s ojí. Z hlediska způsobu ovládání obsluhou jsou tažné nebo tlačné. Vyrábějí se pro rozmanité hmotnosti břemen, v některých případech je to až 1500 kg. Mohou také sloužit pro krátkodobé odložení břemen, resp. krátkodobé skladování nebo jako odkládací stoly.
12.1 Plošinové vozíky Plošinové vozíky jsou vybaveny pevnou plošinou pro ukládání břemen. Plošina je buď bez bočnic nebo s bočnicemi. Bočnice jsou různého provedení (plné, plotové, mřížkované) a jsou zpravidla odnímatelné. 12.1.1 Tahací vozíky plošinové
84
Tahací skladové vozíky jsou využívány při manipulaci s břemeny menších rozměrů a hmotností. Tahací skladové vozíky se nejčastěji využívají jako doplňkové vybavení skladů, nebo jako manipulační zařízení nebo prostředek drobných provozů, např. pro samoobslužné velkoobchody, podnikové sklady, prodejny, zázemí drážní dopravy a všude tam, kde je potřeba přemísťovat břemena, jejichž fyzikální nebo chemické vlastnosti. Například hmotnost nad limit daný legislativou nebo objem znemožňující uchopení, vylučují ruční přepravu nebo manipulaci. Příklad technických údajů plošinového vozíku: plošina d x š mm - 2000 x 1000 – dubová (600 kg) nebo plnopryžová,(1500 kg), náboje kol s jehlovými ložisky, plastový disk (600 kg), ocelový disk (1500 kg). 12.1.2 Tlačné vozíky plošinové Jsou to zpravidla vozíky s nižší nosností pro přemístění přepravních boxů nebo beden s hmotností do 500 kg na krátkou vzdálenost (do 50 m). Jsou opatřeny dvěmi nebo čtyřmi koly na jehlových ložiscích s možností nezávislého otáčení v úhlu 360°. Tlačení vozíku umožňuje pevná rukojeť na jedné nebo na obou stranách vozíku. Do této skupiny lze zařadit také policový vozík (přepravkový vozík), který je opatřen zpravidla čtyřmi policemi s bočnicemi na třech stranách. Police jsou tvořeny ocelovou konstrukcí z úhelníků s trubkovými držadly pro tlačení. Stěny a horní víko je vyrobeno z drátěného pletiva. Police jsou zpravidla z laminované dřevotřísky. Příklad technických parametrů plošinových vozíků tlačných: rozměry plošiny 750 x 500; 1000 x 700; 1200 x 800, nosnost 200, 300, 400 a 500 kg, průměr kol 125, 160 a 200 mm. Lehké plošinové vozíky jsou určeny pro hmotnost břemen do 150 kg, rozměry plošiny mají 900 x 450 mm a jejich hmotnost je 9,5 až 12 kg. 12.2 Rudly Skládají se z rukojetí, které jsou přivařeny k opěrné části rudlu. Ve spodní části je osa s koly, před níž je plošina. Břemeno je podpíráno plošinou (lopatou) a částečně opěrnou částí rudlu, což jsou zpravidla dvě trubky, u některých modelů s výztuhou. Rudly jsou vyrobeny z přesných ocelových nebo hliníkových trubek a konstrukce je volena tak, aby poměry sil při naklápění rudlu s břemenem byly co nejvyrovnanější a tím i bezpečné, nevyžadující větší námahu při manipulaci. Jsou opatřeny koly s pneumatikami nebo s pryžovými obručemi (nehrozí nebezpečí průrazu. Rukojeti rudlů jsou opatřeny plastovými madly s bezpečnostní ochranou zamezující poranění rukou. Jejich uplatnění je mnohostranné, ale nejčastěji jsou používány v menších skladech, zázemí obchodů a prodejen, při manipulaci s kusovými břemeny (například s pytli) na korbách automobilů. Šetří sílu nutnou vynaložit pro přesun břemen o hmotnosti do 350 kg. Příklad technických parametrů rudlů: rozměry plošiny (d x š) 400 x 250; 475 x 300; 500 x 200 mm, šířka 550 až 600 mm, výška 1100 až 1300 mm, hmotnost 9 až 25 kg. K dispozici je mnoho speciálních variant rudlů. Například schodišťový rudl, víceúčelový rudl, který lze upravit na čtyřkolový vozík, sklopný rudl se sklopnou plošinou, skládací rudl se sklopnou plošinou a zasouvacím madlem. 12.3 Kolečka Je to vozík s jedním kolem, korbou a madly pro tlačení a ovládání. Obsluha při přepravě působí prostřednictvím madel tlačnou silou a zároveň částečně nese hmotnost břemena, které je uloženo v korbě. Řízení provádí pomocí natáčení madel. Podpěrné nohy umožňují odstavení kolečka s korbou ve vodorovné rovině.. Slouží k převážení sypkých hmot na velmi krátké vzdálenosti. Některá kolečka mají místo korby plošinu pro převážení
85
pytlovaných břemen. Příklad technických parametrů koleček: objem korby 60 až 180 litrů, nosnost 80 až 100 kg, hmotnost 15 až 20 kg. 12.4 Dvoukolové vozíky Je to vozík se dvěma koly na společné nápravě. Rám je vyroben z ocelových trubek a profilů. Součástí rámu je buď plošina nebo drátěný koš. Obsluha vede vozík prostřednictvím oje nebo jednoho madla, resp. dvou držadel. Kola jsou opatřena pneumatikami se vzdušnicemi nebo pryžovými obručemi. Nosnost dvoukolových vozíků může být až 500 kg u největších modelů, resp. 150 kg u modelů úklidových dvoukolových vozíků s korbou. Hmotnost vozíků se pohybuje v rozsahu 26 až 45 kg. 12.5 Přepravní podvozky Skládají se z ocelového rámu, jehož provedení a rozměr odpovídá přepravovaným břemenům. Například podvozek pro palety má rozměr 800 x 1200 mm a je v rozích opatřen zarážkami pro fixování palety. Podvozek pro koberce nebo sudy je opatřen prohnutými držáky tvaru V nebo U. Přepravní vozíky nemají oje ani madla. V každém rohu jsou otočně připevněna kola. Nosnost je od 150 do 250 kg. 13 Malá zdvihací zařízení Jsou to zařízení pro zvedání břemen do malých výšek. Jsou zpravidla přenosná nebo přemístitelná pomocí integrovaného kolového podvozku. Tlačnou nebo tažnou sílu na jejich uvedení do pohybu vynakládá člověk. Používají se zejména v opravnách a při pomocných pracích při zvedání a spouštění břemen. Jsou nejčastěji na ruční nebo nožní pohon. 13.1 Šroubový zvedák Je to zařízení určené pro zdvihání, které se zasouvá pod břemeno. Pohyblivou (zdvihací) částí je šroubové vřeteno, které se vysouvá ze stojanu otáčející se maticí, poháněnou obvykle ručně přes kuželové nebo šnekové ozubené soukolí. 13.2 Hřebenový zvedák Zařízení zdvihající břemeno hlavicí upevněnou na hřebenu, uváděném do pohybu klikou pomocí převodu čelními ozubenými koly. Rohatka se západkou zajišťuje břemeno v požadované poloze. Zdvih se pohybuje v rozsahu 300 až 380 mm, nosnost 2500 až 10 000 kg na hlavě zdviháku a 1600 až 7000 na patce zdviháku. Celková výška je 730 až 800 mm a hmotnost se pohybuje v rozsahu 15 až 40 kg. 13.3 Hydraulický zvedák Zařízení využívá ke zdvihání břemen hydraulický tlakový olej. Pomocí páky a hydraulického čerpadla je dodáván tlakový olej pod pístnici přímočarého hydromotoru. Hlavní výhodou je jednoduchá a bezpečná manipulace, pojistný ventil proti přetížení, možnost prodloužení vřetene, velkoplošný stabilní podstavec, nízká vlastní hmotnost, vysoká spolehlivost. Některé hydraulické zdviháky jsou opatřeny pojezdovými kolečky. Nosnost zdviháků se pohybuje v závislosti na typu od 1000 do 5000 kg, jejich zdvih je v rozsahu 250 až 650 mm, hmotnost 12 až 40 kg.
86
13.4 Otočný jeřáb nízkozdvižný Je to jeřáb výložníkového typu, který je vybaven prostředkem pro uchopení břemena. Skládá se z věže, což je svislá konstrukce jeřábu podpírající výložník a zajišťující potřebnou výšku polohy výložníku. Otočné a konzolové jeřáby představují jednoduché a flexibilní řešení pro jakékoliv pracoviště. Ruční činnost při přepravě či skládání i menších nákladů je vždy náročná jak z hlediska času tak zátěže pracovníků. Svým dílem tak mohou tyto jeřáby výrazně přispět ke zkrácení času potřebného k manipulaci s břemenem i v menších provozech. Tyto druhy jeřábů zajišťují přesnou a jednoduchou manipulaci s břemenem. Jemný zdvih a spouštění eliminuje riziko poškození nákladu a zároveň pomáhá snížit i riziko nehody či zranění pracovníků při manipulaci. Díky značné variabilitě velikostí a tvarů jeřábů je možné optimálně řešit nejrůznější možné požadavky na nosnost, rozsah otáčení a vybavení, to vše při zachování prostorové úspornosti. 13.5 Portálový jeřáb Je to jeřáb mostového typu, jehož most se opírá o jeřábovou dráhu pomocí podpěr. Podpěry jsou ve spodní části ve tvaru obráceného písmene T a jsou opatřeny pojezdovými koly s brzdou. Na mostní části je pojízdné zdvihadlo (zpravidla řetězový kladkostroj), což je mechanismus pro zvedání břemena s poháněným nebo nepoháněným pojezdem (kočka). Podpěry jsou zpravidla vyrobeny z uzavřených čtyřhranných profilů. Lehké portálové jeřáby přinášejí efektivní řešení manipulace v široké škále aplikací. Uplatnění nacházejí především jako servisní jeřáby, jeřáby v autodílnách, lisovnách plastických, hmot a v malých dílnách, kde frekvence použití není příliš vysoká. Nosnost portálových jeřábů z kategorie malých zdvihacích mechanismů je do 2000 kg. Celková šířka se pohybuje v závislosti na modelu od 3000 do 4000 mm, celková výška je 3000 mm a hmotnost je v rozsahu 360 až 560 kg. 13.6 Kolečkový dílenský jeřáb Je vhodný pro manipulaci s kusovým materiálem do dílenských a skladovacích provozů. Pojezd jeřábu je realizován prostřednictvím kol, která jsou připevněna otočně ve spodní části rámu. Zvedání výložníku jeřábu je realizováno ručně prostřednictvím dvojčinného hydraulického čerpadla a přímočarého hydromotoru. Výložník jeřábu je konstrukční prvek zajišťující potřebné vyložení a výšku zdvihu háku nebo jiného vhodného prostředku pro uchopení břemena. U dílenských jeřábů je výložník teleskopicky výsuvný pro realizaci změny vyložení. Jeho spouštění se provádí pomocí výpustného šroubu s možností fixace zvolené výšky. Nosnost jeřábů se pohybuje v rozsahu 500 až 1000 kg. Hmotnost jeřábu je 75 až 120 kg. 13.7 Montážní zvedací stůl pojízdný Skládají se z plošiny různých rozměrů a provedení (hladké, vrubované, se zarážkami na jedné straně). Plošina je podepřena nůžkovou konstrukcí, spočívající na rámu, na němž jsou připevněna kola různých průměrů. Na plošinu se ukládá břemeno, které lze u některých modelů naklápět prostřednictvím naklápění plošiny v rozsahu 0 až 40°. Výšku plošiny od podlahy lze variabilně měnit až do výšky 1000 mm. Zvedání se provádí několika způsoby. Například pomocí nožního hydraulického čerpadla pomocí přímočarého hydromotoru nebo elektrohydraulicky. Nosnost stolů se pohybuje v rozsahu 350 až 500 kg. Elektrohydraulické
87
nepojízdné stoly mají nosnost až 2000 kg Rozměry plošin se pohybují v rozsahu 700 x 450; 815 x 500; 1000 x 500; 1250 x 800 a 1250 x 1000. 14 Zařízení pro dopravu kapalin - čerpadla Jsou to hydraulická zařízení (čerpadla) určená k dopravě kapalných látek, kašovitých materiálů a k dopravě materiálů (hornin) rozptýlených ve vodě. Doprava je realizovaná zpravidla prostřednictvím speciálních uzavřených dopravních tras. Trasy mohou být pevné nebo pružné (ohebné). Trasování je provedeno pomocí trubek (ocelových litinových, plastových), hadic (pryžových, plastových, textilních apod.) nebo polouzavřených profilů (žlaby). Průběh trasy může být variabilní, protože čerpadla mohou nasávat (čerpat) kapalinu z místa pod úrovní, na které jsou instalována, resp. mohou kapalinu vytlačovat do určité výšky z úrovně, na které jsou instalována. K dispozici je mnoho různých typů čerpadel, rozdílné konstrukce, různých výkonů (nízkých a vysokých výkonů), schopností vytlačovat kapalné látky do různé výšky, s různým objemem čerpané látky za časovou jednotku, s různým tlakem na výtlačné větvi, se schopností nasávat kapaliny s materiály rozptýlenými v kapalinách (rozdílná hustota kapalin), s automatickým zapínáním a vypínáním, se schopností nasávat kapaliny s variabilní teplotou. Pohon čerpadel může být realizován ručně nebo prostřednictvím spalovacího motoru, avšak nejčastěji je to pomocí elektromotorů (točivých a vibračních) v jednofázovém a třífázovém provedení (asynchronní). Motory jsou vybaveny zvýšeným krytím IP 68, mají zabudovanou tepelnou ochranu proti přetížení. Příkon elektromotoru je závislý na předurčení čerpadla (průtok, výtlačná výška, sací výška, provozní tlak, charakter čerpané kapaliny, otáčky). Příslušenství čerpadel může tvořit plovoucí nasávací filtr hrubých nečistot určený k odběru horních vrstev kapaliny, plovákový spínač poklesu hladiny kapaliny, sací a výtlačné hadice nebo trubky, pohyblivý přívod s vidlicí, patní ventily se zpětnou klapkou pro sací potrubí, elektronický hlídač tlaku a průtoku. 14.1 Požadavky na čerpadla Při výběru vhodného čerpadla je nutné dopředu znát následující požadavky, resp.omezující faktory (podmínky) pro používání čerpadel: a) Množství dodávané kapaliny v m3.h-1. Například pro zásobování pitnou vodou pro čtyřčlennou domácnost je potřebné uvažovat s dodávkou až 3 m3 za hodinu (předpokládaný maximální odběr). b) Množství přečerpávané kapaliny v m3.h-1 (l.min-1), resp. maximální čerpací výkon. K tomu je potřebné znát čas, za který má být určité množství kapaliny přečerpáno. Například za jak dlouho bude vyčerpána voda ze sklepa o rozměrech 2 x 4 m = 8 m2, s výškou hladiny vody od podlahy 1,2 metru (pokud již dále nepřitéká). K dispozici je čerpadlo s průtokem čerpadla 100 l.min-1. Postup: 8 x 1,2 = 9,6 m3. 100 l.min-1 x 60 = 6000 l.h-1 : 1000 = 6 m3.h-1. 9,6 m3 : 6 m3.h-1 = 1,6 h. To znamená, že čerpadlo s maximálním čerpacím výkonem odstraní vodu ze sklepa za 1,6 hodiny. c) Charakter čerpané kapaliny z hlediska její hustoty a čistoty, resp. s jakým znečištěním zdroje kapaliny lze v budoucnosti počítat (zdroj vody = čistá voda ze studny, dešťová voda s neabrazívním znečištěním, septik s kaly, produkty v potravinářství, apod.).
88
d) Dopravní výška je ovlivněna délkou a průměrem sacího potrubí, výškovým rozdílem mezi nejnižší hladinou vody a čerpadlem, délkou a průměrem výtlačného potrubí, výškovým rozdílem mezi nejvyšším bodem posledního výtoku vody a čerpadlem. e) Požadovaný tlak čerpané kapaliny v MPa (bar) je potřebné znát pro zabezpečení předpokládaného účelu použití (pro mytí a postřik je třeba vyšší tlak vody než pro přečerpávání vody). Také je nutné počítat s tlakovými ztrátami, které způsobí charakter potrubí (materiál, stáří, deformace), spojky, kolínka, ventily. Tyto ztráty nejsou obvykle nijak vysoké, ale s určitou ztrátou je nutné počítat a uvažovat tedy s tlakovou rezervou. f) Teplota čerpané kapaliny ve °C. Při běžné manipulaci s kapalinami lze uvažovat s rozmezím 7°C až 45°C, při manipulaci v průmyslu jsou teploty čerpaných kapalin v rozsahu 4 až 80°C. g) Dostupnost elektrické sítě a napětí v síti (230 V, 400 V). K tomuto omezujícímu faktoru je také potřebné znát hloubku, ze kterých se bude kapalina čerpat. Podle hloubky a délky trasy k místu připojení se zvolí délka přívodního kabelu. Výrobci dodávají čerpadla s různými délkami přívodního kabelu. h) Stávající rozvod vody. Při montáži do stávající sací a výtlačné části (průměr sacího potrubí, příruby, průměr výtlačného potrubí) je třeba respektovat některé zásady pro připojení čerpadla. Například průměr sacího potrubí nesmí být menší než průměr sání čerpadla. Průměr výtlačného potrubí by měl být stejný jako je průměr výtlaku čerpadla. V případě použití hadice na sání musí být použita hadice s vyztužením, aby se pod tlakem sání nestlačila a nesnížil se její průřez. i) Požadavky na hlučnost. Hlučnost je uvedena v dB. Tento faktor nebude v mnoha případech omezující, protože hladina hluku čerpadel je obecně nízká . Čerpadlo je strojní zařízení, které uděluje kapalině pohybovou nebo tlakovou energii. Z tohoto hlediska se rozdělují na čerpadla s přímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii čerpané kapaliny a čerpadla s nepřímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii kapaliny. 14.2 Čerpadla s přímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii čerpané kapaliny Čerpadla s přímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii čerpané kapaliny pracují tak, že nasají kapalinu do pracovní části a potom na kapalinu působí tlakem pohyblivá pracovní část čerpadla. Tato čerpadla se nazývají hydrostatická. Podle konstrukce pracovní části se rozdělují čerpadla s přímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii čerpané kapaliny na čerpadla: 1) zubová; 2) pístová; 3) membránová; 4) křídlová; 5) vřetenová.
89
14.2.1 Zubové čerpadlo Zubové čerpadlo se skládá ze skříně se sacím a výtlačným kanálem a ze dvou rotorů, na nichž jsou připevněna ozubená kola s čelními zuby. Zuby kol těsně přiléhají ke skříni čerpadla. Kapalina je unášena v mezerách mezi zuby a tělesem skříně ze sacího prostoru do výtlačného prostoru. Přitom pronikne nepatrná část kapaliny mezi zuby v ose čerpadla z výtlačného do sacího prostoru, čímž se účinnost čerpadla snižuje. Použití: - tlakové mazání motorů u čtyřdobých spalovacích motorů - hydraulické okruhy strojů pracujících s tlaky do 20 MPa - čerpání topných olejů a mazutu 14.2.2 Pístové čerpadlo Pístové čerpadlo dopravuje kapalinu přímým tlakem pístu. Skládají se z válce, pístu, nasávacího a výtlačného ventilu. Píst se ve válci pohybuje přímočaře. Při sání se v pracovním prostoru čerpadla vytvoří podtlak, sací ventil se otevře a kapalina proudí vlivem atmosférického tlaku do prostoru čerpadla. Při opačném pohybu pístu se uzavře sací ventil a kapalina je tlačena do výtlačného potrubí výtlačným ventilem, který se otevře. Pro hydraulické soustavy strojů jsou vyráběna čerpadla se soustavou do kruhu uspořádaných čerpacích válců. Vrchní části pístů jsou připevněny k šikmé kruhové desce, která se otáčí okolo osy tělesa, v němž jsou vyvrtány válce. Rotací šikmé desky se postupně zasouvají a vysouvají písty, čímž se kapalina do jednotlivých válců nasává nebo se z nich vytlačuje (Friedmanovo čerpadlo). Ponorná elektromagnetická čerpadla vibrační (známá pod názvem MALYŠ) využívají také principu přímovratného pohybu pístu. Čerpadlo musí být při čerpání zcela ponořeno ve vodě z důvodů chlazení. V dolní části čerpadla jsou dva kruhové otvory, kterými je nasávána do čerpadla voda, která je přiváděna sacím ventilem do výtlačné komory. Přímočarým vratným pohybem pryžového pístu, který je současně výtlačným ventilem, je voda hnána nad píst do výtlačné hadice. Použití: - k přepravě kalné vody do výšky nad 50 metrů (až do výšky 500 m) - k dopravě betonové směsi a malty - ve vstřikovacích soustavách vznětových motorů - hydraulické okruhy strojů s vyšším pracovním tlakem (nad 20 MPa) - hydrostatické převody strojů - k čerpání pitné vody z vrtaných studní
14.2.3 Membránové čerpadlo Membránové čerpadlo se skládá z tělesa, pryžové nebo pryžotextilní membrány, páky a ze sacího a výtlačného ventilu. Membrána je upevněná po obvodu pracovního prostoru. Uprostřed je membrána spojena s táhlem, kterým je vychylována kolem středové polohy. Pracovní tlak je závislý na konstrukci a materiálu membrány.
90
Použití: - doprava paliva u spalovacích motorů z nádrže přes čistič ke vstřikovacímu čerpadlu - doprava těkavých a výbušných kapalin (při jejich činnosti nedochází ke tření pracovních částí o sebe a nehrozí zahřívání nebo jiskření) - doprava tekutých látek v potravinářském průmyslu - doprava postřiků a dezinfekčních látek u postřikovačů a dezinfekčních přístrojů - doprava vody z vrtaných studní 14.2.4 Křídlové čerpadlo Křídlové čerpadlo se skládá z tělesa kruhového průřezu s vodorovnou osou. Dopravuje kapalinu přímým tlakem křídla (kyvné desky) s výtlačnými ventily, které se pohybuje v tělese čerpadla na jednu, resp. druhou stranu prostřednictvím ruční páky. Ve spodní části tělesa jsou dvě šikmé stěny a ventily. Levý nebo pravý prostor vytvořený mezi křídlem se střídavě při pohybu páky zvětšuje nebo zmenšuje, čímž se z těchto prostorů kapalina vytlačuje nebo se do nich nasává. Použití: - čerpání pohonných hmot ze sudů do nádrží strojů - přečerpávání olejů 14.2.5 Vřetenové čerpadlo Vřetenové čerpadlo se skládá ze skříně (statoru) s pryžovou vložkou, v jehož dutině se otáčí vřeteno z nerezového materiálu (rotor). Vřeteno (nebo šroub s lichoběžníkovým závitem) se otáčí v přesném válcovém otvoru a pohybem šroubovice dopravuje kapalinu. Pryžový hydraulický stator je pevně spojen s tělesem čerpadla a na svém výstupu má redukované výtlačné těleso. Mají tvar válce, zpravidla na spodní části je většího průměru (ve spodní části je asynchronní elektromotor). Čerpadla mají tichý chod a mohou pracovat v jakékoliv poloze. Nevýhodou je možnost poškození při chodu bez vody a při čerpání vody s obsahem abrazívních příměsí. Použití: - čerpání hydraulických filtrovaných olejů - čerpání pitné vody v domácnostech - postřik a zavlažování zahrad u rodinných domů - čerpání vody z hlubinných vrtů
14.2.6 Lopatkové čerpadlo Skládá se z válce, ve kterém je excentricky uložen podélně drážkovaný rotor. Do drážek jsou radiálně vsunuté pohyblivé lopatky. Lopatky jsou působením odstředivé síly přitlačovány ke stěně válce a vlivem vyosení rotoru uzavírají při jeho otáčení objemově proměnný pracovní prostor. V tělese válce jsou vytvořeny kanály napojené na sací a výtlačné hrdlo čerpadla.
91
Použití: - pro dopravu kapalin při tlaku do 10 MPa - lze jimi regulovat dodávané množství kapaliny změnou vyosení - na stejném principu pracují vývěvy používané ve strojním dojení pro vytváření pracovního podtlaku 14.2.7 Objemové čerpadlo Objemové čerpadlo (Rootovo čerpadlo) se skládá ze dvou rotačních pístů, které se proti sobě otáčejí v litinovém tělese. Rotory jsou umístěny tak, že se v ose čerpadla stále dotýkají, ale mezi tělesem a rotorem se vytvářejí dutiny. Při činnosti čerpadla se v dutinách unáší čerpaná kapalina k výtlačnému hrdlu. Při změně otáčení rotorů lze změnit směr čerpání kapaliny. Použití: - čerpání hustého oleje - doprava horké roztavené živice - čerpání látek v potravinářském průmyslu (čerpání mléka, cukernatých sirupů, rybího tuku, rajčatových protlaků, hustých ovocných šťáv) - čerpání kanalizačních splašků (odpadních kalů) - čerpání látek v chemickém průmyslu (čerpání lepidel) - čerpání látek ve stavebnictví (vápenná kaše, jílovitá kaše, keramická břečka) 14.3 Čerpadla s nepřímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii kapaliny Čerpadla s nepřímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii kapaliny pracují tak, že se převážná část mechanické práce mění v energii kinetickou (pohybovou) a ta se teprve potom mění v energii potenciální. Tato čerpadla se nazývají hydrodynamická. Podle konstrukce pracovní části se rozdělují čerpadla s nepřímou přeměnou mechanické práce v potenciální energii čerpané kapaliny na čerpadla: 1) odstředivá 2) vrtulová 3) se spirální skříní 4) proudová
14.3.1 Odstředivá čerpadla Skládají se z tělesa a oběžného lopatkového kola s pevnými lopatkami variabilního tvaru. Z hlediska konstrukce lze rozdělit odstředivá čerpadla na radiální a axiální. Radiální čerpadla nasávají kapalinu ve směru osy oběžného kola a vytlačují ji na jeho obvodu (kolmo na osu oběžného kola). Uvnitř oběžného kola se mění směr toku kapaliny z axiálního na
92
radiální. Axiální čerpadla nasávají kapalinu ve směru osy oběžného kola a v tomtéž směru ji vytlačují. Princip činnosti spočívá v tom, že rotující oběžné lopatkové kolo působí lopatkami na kapalinu a tlačí ji k místu tělesa, kde je výtok. Další kapalina přitéká buď samospádem nebo účinkem tlaku vnějšího vzduchu. Mezery mezi tělesem a lopatkami oběžného kola u některých čerpadel jsou tak velké, že pokud není kolo stále zaplaveno vodou, nevznikne potřebný podtlak k nasávání vody. Jiná čerpadla mají mezery malé, takže mohou odsávat vzduch a potom nasávat kapalinu (samonasávací čerpadla). Jednostupňová odstředivá čerpadla mají jedno oběžné kolo, které je umístěno ve skříni tvaru spirály. V místě, kde na skříň navazuje výtlačné hrdlo, je mezera mezi oběžným kolem a skříní nejužší a ve směru otáčení oběžného kola se postupně zvětšuje, čímž je zajištěn odvod kapaliny z obvodu oběžného kola. Vícestupňová odstředivá čerpadla využívají principu, kdy se kapalina z jednoho oběžného kola přivádí do sání druhého oběžného kola a podle konstrukce čerpadla (podle počtu stupňů) to může být i do následujících stupňů. Tím je dosaženo vyššího tlaku vytlačované kapaliny. 14.3.1.1 Odstředivá čerpadla ponorná kalová Odstředivá čerpadla ponorná kalová jsou určena pro čerpání vody s obsahem nečistot různé velikosti. Některá jsou opatřena vířičem, který při činnosti čerpadla míchá obsah nádrže a zabraňuje tak usazování. Použití: Čerpání znečištěné vody, čerpání vody z bazenů, jezírek, vyčerpávání zatopených objektů. 14.3.1.2 Odstředivá kalová s noži Odstředivá kalová s noži umožňují při čerpání vody s obsahem různě velkých nečistot rozmělnit tyto nečistoty. Nože jsou umístěné na spodní části čerpadla. Použití: Čerpání silně znečištěných vod s vysokou hustotou (max. 1,050 kg.m3, např. žumpy, septiky, kalové jímky, odpadní vody) obsahující drobné kusové a vláknité látky. Jsou vhodné i pro čerpání vody ze studní, bazénů, sudů, sklepů. Pracovní poloha čerpadla je svislá. 14.3.1.3 Ponorná čerpadla odstředivá Mají tvar válce, různě vysokého a s různým poloměrem. Dno bývá ploché pro uložení na dno jímky, resp. sudu. Ve výtlaku mají zpětnou klapku proti vytečení vody při zastavení čerpadla. Bývají opatřena plovákovým spínačem pro vypnutí při poklesu hladiny vody. Použití: Čerpání čisté a užitkové vody do teploty 35 °C, vyprazdňování nádrží, rybníčků a bazénů, pro fontány, jezírka, zahradní závlahu, domácí vodárny. 14.3.1.4 Ponorná čerpadla do vrtaných studní Ponorná čerpadla do vrtaných studní mají tvar protáhlého válce o malém průměru, aby je bylo možné spustit do vrtané studny. Umožňují čerpat vodu z hloubek větších než 8 metrů.
93
Mohou se na závěsném lanku spustit i do kopané studny. Do této skupiny patří čerpadla odstředivá vícestupňová. Použití: Čerpání vody ze studní pro využití v domácnosti, pro jímání vody do nádob pro pozdější využití, například pro závlahy. 14.3.2 Axiální (vrtulová) čerpadla Axiální (vrtulová) čerpadla se skládají z oběžného kola ve tvaru vrtule, které je vsazeno do válcové skříně (trubka). Čerpadlo nemá nasávací schopnost a proto se instaluje pod hladinu čerpané kapaliny. Dopravní výška je do 10 m. Použití - čerpání kalů a znečištěných kapalin - čerpání kejdy - čerpání závlahové vody 14.3.3 Čerpadla proudová Čerpadla proudová pracují tak, že energii potřebnou na pohyb kapaliny dodává pohybová energie vhodného média. Tímto médiem může být pára, stlačený vzduch nebo kapalina. Proud dodávaného média může být plynulý – čerpadla se nazývají injektory, nebo přerušovaný – čerpadla se nazývají trkače. Použití - injektory se používají k odčerpání vody ze sklepů - trkače se využívají pro dopravu tam, kde je dostatečně silný zdroj vody (horské oblasti) 14.3.4 Čerpadla nízkých příkonů Čerpadla nízkých příkonů (5 – 120 W) jsou vyráběna v mnoha variantách. Například jako plovoucí, se solárním modulem, s dálkovým ovládáním nebo s přídavným reflektorem. Čerpadlo musí být zaplaveno vodou, samo nenasává. Ve vnitřku čerpadlové komůrky je voda odstředivou silou hnána do výtlačného otvoru. Tato čerpadla dodávají vodu pro fontánky, potůčky, malé vodotrysky, vodní stěny, vodní kruhy, bublající hříbky, kalichy a zřídla. Záleží na použitém adaptéru ve výtlačné sekci. Jsou napájena napětím 230 V nebo 12 V 14.4 Základy hydrostatiky a hydrodynamiky 14.4.1. Množství vody vytékající z potrubí: Q=S.v (m3.s-1) kde: S - průřez potrubí (m2) v - výtoková rychlost kapaliny (m.s-1) 14.4.2 Rovnice kontinuity
94
Je založena na zachování průtočného množství (objemu) kapaliny protékající potrubím. (m3.s-1) (m3.s-1)
Q1 = Q2 S1.v1 = S2.v 14.4.3 Bernoulliho rovnice
Tato rovnice formuluje vztah různých forem energie při ustáleném proudění, tedy při uplatnění rovnice kontinuity. Vyjadřuje princip zachování energie kapaliny. Říká, že součet potenciální, tlakové a pohybové energie je konstantní (hydrodynamický tlak + hydrostatický tlak + přetlak je stále stejný). Pro vyjádření této rovnice existuje v hydrodynamice řada vztahů. 1 1 2 ---- ρ . v1 + ρ . g . h1 + p1 = ---- ρ . v22 + ρ . g . h2 + p2 + ρ . g . hz 2 2 kde: v1 - rychlost proudění kapaliny v potrubí na začátku (v nádrži, pokud teče gravitačně; ve výtlačném potrubí čerpadla (m.s-1) - nulová hladina potenciální energie položena do hladiny v nádrži (jímce, studni) h1 - objemová hmotnost kapaliny (kg.m-3) ρ p1 - přetlak v nádobě, resp. ve výtlačném hrdle čerpadla (výstup z čerpadla), tlak vzduchu (barometrický tlak) v otevřené jímce (nádrži), ze které voda gravitačně vytéká (Pa) v2 - výtoková rychlost kapaliny z potrubí, resp. rychlost vody na hladině v nádrži, kam kapalina proudí (m.s-1) h2 - výtlačná výška čerpadla, výška výtokového potrubí, výškový rozdíl mezi spodní a horní hladinou kapaliny (m) p2 - tlak okolí výtokového potrubí (buď barometrický u otevřených nádrží, nebo přetlak v nádobě domácí vodárny, resp. vodojemu) (Pa) - ztráty vlivem tření v potrubí a vlivem vřazených odporů (kolena, ventily, spoje hz potrubí, šroubení, ohyby,a pod.) (ztrátová výška) (m) l v2 hz = λ . ------ . ------ (m) d 2.g kde: l - délka potrubí (m) - součinitel tření kapaliny v potrubí λ d - průměr potrubí (m) 14.4.4 Výpočet potřebného příkonu čerpadla Potřebný příkon čerpadla lze vypočítat ze vztahu: Q . Hc . g . ρ P = ---------------kde: Q
η
(W)
- průtočné množství kapaliny
(m3.s-1) 95
Hc g
ρ η
h hz
- celková dopravní výška (Hc = hz + h) - tíhové zrychlení - objemová hmotnost kapaliny - celková účinnost čerpadla - výtlačná výška čerpadla - energetické ztráty vlivem tření a odporů
λ . l . v2 hz = ------------d.2.g kde: λ - součinitel tření vody o potrubí l - délka rovných částí dopravní trasy v - rychlost proudění vody d - průměr potrubí g - tíhové zrychlení
(m) (m.s-2) (kg . m-3) (0,6 - 0,8) (m) (m) (m) (0,02 – 0,03) (m) (m.s-1) (m) (m.s-2)
15 Jeřáby Jeřáby jsou cyklicky pracující mobilní nebo stacionární strojní zařízení přizpůsobené k manipulaci s břemeny. S břemeny manipulují s variabilní výškou zdvihu v určitém prostoru nad úrovní roviny, na které se jeřáb nachází, resp. s břemeny manipulují s variabilní hloubkou spuštění pod úroveň, na které se jeřáb nachází. Na konstrukci jeřábů závisí rozsah zdvihu a schopnost manipulovat s břemeny po určité dráze při pohybu jeřábu na podvozku. 15.1 Parametry jeřábů Výškou zdvihu se obecně rozumí svislá vzdálenost mezi rovinou, na níž jeřáb stojí a prostředkem pro uchopení břemene, nachází-li se v nejvyšší pracovní poloze. Pro háky a vidlice je tato vzdálenost měřena k jejich nosnému povrchu. Pro ostatní prostředky pro uchopení břemene je tato vzdálenost měřena k jejich nejnižšímu bodu. Pro mostové a portálové jeřáby se výška zdvihu měří od úrovně podlahy. Hloubka spuštění je svislá vzdálenost mezi rovinou, na níž jeřáb stojí a prostředkem pro uchopení břemene, nachází-li se v nejnižší pracovní poloze. Rozsah zdvihu je svislá vzdálenost mezi nejvyšší a nejnižší pracovní polohou prostředku pro uchopení břemene. Jeřáby mohou manipulovat s břemeny otáčením, nakláněním a pojížděním po specifických jeřábových drahách s variabilní rychlostí otáčení, pojezdu, zdvihu, spouštění a změny vyložení břemene. Rychlost zdvihu břemene je rychlost svislého přemísťování břemene za stálých podmínek pohybu. Rychlost spouštění břemene je minimální rychlost plynulého spouštění břemene odpovídajícího maximální nosnosti jeřábu za ustáleného pohybu při činnosti navijáku pro zdvihání nebo spouštění břemene. Rychlost otáčení je úhlová rychlost otáčení otočné části jeřábu za ustáleného pohybu s břemenem, které odpovídá maximální nosnosti jeřábu při maximálním poloměru vyložení při vodorovném ustavení jeřábu a při rychlosti větru do 3 m.s-1 ve výšce 10 metrů. Rychlost pojezdu jeřábu je rychlost změny polohy jeřábu za ustáleného pohybu na vodorovné dráze s břemenem odpovídající maximální nosnosti jeřábu při rychlosti větru do 3 m.s-1 ve výšce 10 metrů.
96
Břemena jsou uchopena vhodným pracovním prostředkem jeřábu nebo prostřednictvím pracovního zařízení, následně jsou zdvihána nebo spouštěna se současným přemísťováním v závislosti na možnostech a dosahu výložníku. Výložník je konstrukční prvek jeřábu, který zajišťuje potřebné vyložení (dosah) nebo výšku zdvihu prostředku nebo zařízení pro uchopení břemene. Zdvihadlo (kočka) u jeřábů je pomocné zařízení určené k realizaci pohybu prostředku pro uchopení břemene, čímž dochází ke změně výšky, resp. hloubky zdvihu a ke změně vyložení jeřábu. Ke změně vyložení dochází poháněným nebo nepoháněným pojezdem kočky po dráze výložníku nebo mostu jeřábu. Ke zvedání a spouštění břemene slouží naviják s animálním nebo elektrickým pohonem, který je součástí kočky. Vyložením se rozumí vodorovná vzdálenost mezi osou otáčení otočné části jeřábu a svislou osou nezatíženého prostředku pro uchopení břemene, je-li jeřáb ve vodorovné poloze. 15. 2 Nejdůležitější parametry jeřábů pro projektování manipulace s břemeny a) Nosnost břemene Q b) Rozpětí jeřábových mostů c) Rychlost zdvihu břemene vz d) Rychlost pojezdu kočky vpk e) Výška zdvihu H f) Maximální a minimální vyložení L g) Rychlost pojezdu jeřábu vj h) Přepravní rychlost vp i) Rychlost otáčení výložníku vov
(kg) (m) (m.s-1) (m.s-1) (m) (m) (m.s-1) (m.s-1) (m.s-1)
15.3 Sledované parametry zatížení jeřábů a) Moment břemene je součin vyložení a hmotnost břemene L x Q b) Klopný moment je součin vzdálenosti od osy břemene ke klopné hraně jeřábu c) Celková hmotnost jeřábu je hmotnost jeřábu včetně hmotnosti břemene, protizávaží, paliva, olejů, chladících kapalin naplněných na stanovenou úroveň. 15.4 Rozdělení jeřábů podle jejich schopnosti přemísťování Z hlediska schopnosti přemísťování lze jeřáby rozdělit do následujících skupin. Stacionární jeřáb je takový jeřáb, který je upevněn na základech nebo na jiném nepohyblivém podkladě. Mobilní jeřáb je schopen jízdy s břemenem nebo bez něj po pracovním prostoru, který nepotřebuje pevnou jízdní dráhu a jehož stabilita je dána jeho hmotností (ČSN ISO 4306/2). Mobilní jeřáby jsou vyráběny buď s vlastním pohonem pro pojezd při práci a při přemísťování – samojízdné jeřáby, nebo bez vlastního pohonu, které jsou přepravovány na přívěsu – přívěsné jeřáby. Pro pojezd slouží kolový nebo pásový podvozek. Šplhací jeřáb je osazený na stavěný objekt a pohybující se vzhůru postupně se stavbou objektu pomocí vlastního mechanismu. 15.5 Výkonnost jeřábů
97
3600 . m . kč Qt = ---------------(kg.h-1) T kde: m - maximální hmotnost břemene (kg) T - trvání jednoho cyklu při manipulaci (s) Tc =( t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 ).τ (s) kde: čas pro uchopení břemene (s) t1 t2 čas pro zvedání břemene (s) t3 čas pro otáčení výložníku (s) t4 čas na pojezd kočky (s) t5 čas pro zdvíhání výložníku (s) t6 čas na spuštění břemene (s) t7 čas na odpojení břemene (s) τ součinitel současnosti, kterým je vyjádřeno zkrácení času tím, že je několik pracovních operací prováděno současně (pro věžové jeřáby je 0,8, pro automobilní 0,7) koeficient využití času (0,7 - 0,85) kč 15. 6 Rozdělení jeřábů podle jejich konstrukce 15.6.1 Mostový jeřáb Je jeřáb s prostředkem na uchopení břemene zavěšeným na kočce, kladkostroji nebo na výložníkové zástavbě, které se pohybují po mostě. Most se na obou stranách přímo opírá o pevnou jeřábovou dráhu, která je zpravidla pevnou součástí stavby. Mostové jeřáby manipulačně pokryjí celou plochu pod jeřábovou dráhou, která je vymezena délkou pojezdu a rozpětím jeřábu. Podle druhu pohonu jsou jeřáby buď ruční, elektrické nebo kombinované (zdvih ruční, pojezd elektrický) Mostové elektrické jeřáby jsou normalizovány z hlediska nosnosti v těchto typových řadách: a) Jednonosníkové: 1; 2; 3,2; 5; 8 a 12,5 tun; b) Dvounosníkové: 5; 8; 12,5; 20; 32; 50; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320 tun. Dvounosníkové mostové jeřáby jsou používány buď pro břemena větších hmotností anebo pro mostové jeřáby větších rozpětí. Rozpětí jeřábových mostů jsou normována od 10,5 do 28,5 metrů. Maximální pojezdové rychlosti jsou následující: - most - kočka - zdvih
100 m.min-1 50 m.min-1 25 m.min-1
15.6.2 Portálový jeřáb Je jeřáb mostového typu, jehož most je podepřen podpěrami, které pojíždějí po jeřábové dráze. Portál je konstrukce tvořená zdviženým mostem na podpěrách (nohách) s pojezdovým ústrojím, umístěným v úrovni pojezdu.
98
Portálový jeřáb je buď pevně zakotven k základu, může pojíždět po podlaze na kolečkách nebo může pojíždět po pozemní jeřábové dráze. 15.6.3 Věžový jeřáb Je jeřáb, který využívá věže jako podpěry pro otočný výložník. Na výložníku je umístěn prostředek pro uchopení břemene zavěšeného buď na výložníku nebo na kočce, která se pohybuje po dráze na výložníku. Věž je svislá konstrukce podpírající výložník nebo otočný rám, která zajišťuje potřebnou výšku polohy výložníku. Provedení věžového jeřábu může být bez pojezdu, kdy je obsluhována kruhová manipulační plocha nebo s pojezdem, kdy je obsluhována plocha tvaru oválu. Podvozek pojíždí po kolejnicích jízdní dráhy. Příklad parametrů: nosnost 3000 kg, vyložení 20 m, zdvih 40 m. Podvozky věžových jeřábů: a) Bez pojezdu - bez kotvení - s ukotvením (do podloží nebo ke stavbě) b) S pojezdem - s podvozkem pásovým nebo kolovým - s pojezdem po kolejové dráze - plovoucí na pontonu Podle základních technických ukazatelů lze věžové jeřáby rozdělit na: a) Věžové jeřáby lehké (nosnost do 3000 kg, vyložení do 20 m); b) Věžové jeřáby střední (nosnost do 5000 kg, vyložení do 20 - 25 m); c) Věžové jeřáby těžké (nosnost do 50 t vyložení do 50 m a výška zdvihu do 80 m). Základní konstrukční typy věžových jeřábů: a) S otočnou věží a kyvným výložníkem; b) S vodorovným výložníkem a kočkou - s otočnou věží - s neotočnou věží Technické parametry věžových jeřábů s pevnou věží a otočným výložníkem 3-8 8 - 12 12 - 16 Maximální nosnost (t) 2,1 - 3 2,1 – 3,1 2,7 - 3 Minimální vyložení (m) 30 – 60 30 - 70 40 - 75 Maximální vyložení (m) 1,2 - 2 2 – 2,8 2 – 2,8 Nosnost při maximálním vyložení (t) 45 - 70 50 - 80 60 - 90 Výška zdvihu háku (m) 15.6.4 Sloupový jeřáb Je jeřáb, který využívá svislého sloupu jako podpěry pro otočný výložník a jím nesené břemeno. Sloup zajišťuje potřebnou výšku polohy výložníku.
99
Používají se tam, kde se manipuluje s břemeny nebo manipulačními jednotkami na jednom pracovišti nebo na dvou sousedních pracovištích. Technické parametry sloupových jeřábů 2000 3200 Maximální nosnost (kg) 8 8 Rychlost zdvihu (m.min-1) 4 5 Maximální vyložení (m) 1,746 – 5,592 1,746 – 5,592 Výška zdvihu háku (m)
5000 8 6,3 1,746 – 5,592
15.6.5 Vozidlový jeřáb Je jeřáb s výložníkem, jehož otočný svršek je uložen na automobilním nebo železničním podvozku. Výhodou tohoto jeřábu je jeho mobilnost. Při práci bez nutnosti pojíždění se zavěšeným břemenem se stabilita jeřábu zvyšuje pomocí mechanicky nebo hydraulicky výsuvných opěr. Využití: - obsluha ve skladech - montáž velmi hmotných agregátů (ve strojírenství, v opravnách) - montáž investičních celků (potrubí, stavební součásti) Technické parametry vybraných vozidlových jeřábů s teleskopickým výložníkem Výrobce a model Max. nosnost/ Max. vyložení/ Max. výška Podvozek vyložení nosnost zdvihu (pohon) (t/m) (m/t) (m) Tatra AD 080 8/3 6/4 7/8 6x6 Tatra AD 125 12,5/3 12/1 17,5/3 4x4 Tatra AD 160 16/3,8 16,2/1,2 17,5/5 6x6 Tatra AD 020 20/3,2 22,5/0,6 24 6x6 Tatra AD 028 28/3,0 31/x 31 6x6 Coles Husky 625 25/3 24/1,05 27,5/4,75 4x4 Lokomo A331NS2 28/3 24/1 27,5/10,2 6x4 Grove TMS 250 E 30/3 22/1,8 24,3/9,1 6x4 Krupp 50 GMT 50/2,6 27/0,4 30,5/19,2 8x6 Liebherr LT1120 130/3 40/1,9 45/16 12x6 Gottwald AMK200 250/4 44/10,2 53/39,5 18x6 15.6.6 Nástěnný jeřáb Nástěnný jeřáb využívá ke své stabilizaci nosnosti stěny, ke které je připevněn. V některých případech využívá podpěrný sloup s železnou výztuhou, který může být i uvnitř místnosti. Rameno jeřábu se otáčí v půlkruhu v uložení, které je připevněno ke stěně, resp. k podlaze. Na rameni jeřábu se pohybuje zdvihací zařízení se zavěšeným břemenem. 15.6.7 Hydraulické jeřáby montované na podvozky mobilních energetických zařízení Hydraulický jeřáb (HJ) je tvořen rámem HJ, otočným svislým sloupem (stožárem), na kterém je u některých modelů umístěna sedačka operátora, výložníkem, pracovním adaptérem s příslušenstvím a hydraulickým vybavením (hydromotory, rozvaděč) a v poslední době lze 100
spatřit i systémy dálkového ovládání. Součástí hydraulických jeřábů jsou hydraulicky nastavitelné podpěry. Některé hydraulické jeřáby jsou vybaveny kabinou pro práci operátora umístěné na svislém sloupu. Ovládání hydraulických jeřábů nesených na lesním vyvážecím traktoru je uvnitř kabiny traktoru Výložníky mohou být: a) ramenové s hydraulickým ovládáním jednotlivých ramen b) kombinované ramenové s teleskopickým výložníkem Pracovním adaptérem může být například dvoučelisťový drapák pro nakládání sypkých hmot, pro manipulaci se kulatinou a tyčovinou, hák pro zavěšování a manipulaci s břemeny, kleště pro vrstvení kamenů, jeřábové vidle, nožový drapák a vícečelisťový drapák pro nakládání šrotu. Podle konstrukce a technických parametrů lze rozdělit hydraulické jeřáby do tří základních skupin: a) Lehké HJ jsou montovány na kolové traktory, návěsy a přívěsy b) Střední HJ jsou montovány na traktory s provozní hmotností nad 6000 kg a výkonem motoru nad 90 kW, automobily a vyvážecí traktory c) Velké HJ jsou montovány na speciální dopravní a nakládací prostředky (průmyslové jeřáby) Příklady technických parametrů hydraulických jeřábů: a) Závislost nosnosti Q (kg) na délce vyložení L u skupiny lehkých HJ: L (m) Q (kg)
2m 1350-2000
3m 900-1400
4m 680-1150
5m 550-950
6m 430-750
7m 360-500
b) Závislost nosnosti Q (kg) na délce vyložení L u skupiny středních HJ: L (m) Q (kg)
4m 7650-8300
5m 6200-6700
6m 5000-5650
7m 4300-4800
8m 3800-4150
9m 3450-3650
c) Závislost nosnosti Q (kg) na délce vyložení L u skupiny velkých HJ: L (m) 5m 6m 7m Q (kg) 7200-6700 5050-5600 4000-4800 * v tabulkách jsou uvedeny průměrné hodnoty
8m 3750-4200
9m 3350-3700
10 m 2900-3300
Zvedací rychlost HJ je 0,4 až 0,6 m.s-1, zdvih nahoru přibližně 75°, dolů přibližně 12°, úhel otoče 410°, zdvihový moment 30 až 120 kNm. Jak je patrné z uvedených tabulek, nosnost jeřábu klesá s prodlužováním ramena. Hmotnost hydraulického jeřábu zvětšuje výšku těžiště stroje, čímž zhoršuje jeho příčnou stabilitu. Stabilita se zmenšuje nejvíce při nakládání a skládání nákladů při maximálním vyložení ramena a při plném zatížení výložníku jeřábu. 15.6.6.1 Technicky možná výkonnost HJ:
101
3600 . m Qt = -----------(kg.h-1) T kde: m - maximální hmotnost břemene (kg) T - minimální čas jednoho cyklu nakládání (s) 15.6.6.2 Skutečná výkonnost HJ 3600 . V . ρ . kč Q = -------------------Tc kde: V - objem nakládaného materiálu ρ - objemová hmotnost materiálu kč - koeficient časového využití Tc - čas cyklu nakládání
(kg.h-1) (m3) (kg.m-3) (0.65 - 0.83) (s)
15.6.6.3 Směnová výkonnost hydraulického jeřábu: Ts Qs = Qn . -------- . kč Tc kde: Ts doba trvání směny doba trvání jednoho cyklu Tc
(m3.sm-1) (h) (h)
Tc = t1 + t2 + t3 + t4 (h) kde: t1 čas pro uchopení břemene (h) čas pro otáčení a zvedání břemene (h) t2 t3 čas pro umístění a složení břemene (h) t4 čas na návrat do výchozí polohy (h) kč koeficient využití času (0,7 - 0,85) Qn průměrný objem břemene v drapáku (m3) 15.3.7 Jeřáby speciální 15.3.7.1 Jeřáby magnetové Magnetové jeřáby slouží pro manipulaci s hutním materiálem všeho druhu (profily, plechy, stavební ocel) Magnety jsou zpravidla osazeny na speciálních traverzách uzpůsobených pro konkrétní druh materiálu. Je nutné velmi přesně vyspecifikovat manipulovaný materiál pro přesné stanovení magnetů. Manipulace je možná i s horkým materiálem. Existují dva principy používaných magnetů: a) Elektromagnety se záložními bateriovými zdroji pro případ výpadku el. proudu. Pro tyto jeřáby musí být i uzpůsobená celá hala s průchozí lávkou podél jeřábové dráhy, která je nutná
102
pro přístup obsluhy k záložnímu spuštění břemene v případě výpadku proudu. Baterie jsou konstruovány na 15-20 min udržení břemene. Tyto magnety dosahují maximálního komfortu obsluhy pro řízení magnetického pole nutného pro jednotlivé úkony jako například listování jednotlivých plechů apod. b) Elektropermanentní magnety, které udrží břemeno trvale i při výpadku elektrického proudu. Pouze krátký elektrický impuls slouží k magnetizaci a demagnetizaci břemene. 15.3.7.2 Stohovací jeřáby Stohovací jeřáby slouží pro manipulaci materiálu na vidlích v regálových skladech. Jejich výhodou je maximální využití každého krychlového metru haly pro velký počet položek (společně s regálovým systémem). Tyto jeřáby mohou pracovat i v automatickém režimu a dělí se na: a) Jeřáby s pevným teleskopem, u nichž je teleskop trvale spuštěn z jeřábu a jeho dráha musí být totožná s průběhem a systémem uliček mezi regály. b) Jeřáby se skládacím teleskopem, jehož díly se postupně do sebe zasouvají a jeřáb se tak může pohybovat (pojíždět) i nad regálovým systémem. 15.3.7.3 Nástěnné jeřáby Uplatnění naleznou při manipulaci s materiálem tam, kde není ekonomické budovat pojízdný mostový jeřáb. Nebo tam, kde je více lokálních pracovišť s větším počtem manipulací. Jejich nevýhodou je polokruhová dráha výložníku. Nástěnný otočný jeřáb se instaluje většinou na sloup haly nebo na dostatečně únosnou stěnu budovy. 16 Dopravní zařízení – motorová a nemotorová vozidla Motorové a nemotorové vozidlo je mobilní dopravní zařízení, jehož konstrukce umožňuje řízený pohyb břemen po stanovených dopravních trasách. Díky speciální nástavbě je břemeno dopravováno v závislosti na jeho charakteru a jeho pohyb je směrován z místa nakládky do místa vykládky (do cílového místa) po zvolené dopravní trase. 16.1 Rozdělení dopravních zařízení z hlediska schopnosti pohybu a) motorové vozidlo je vozidlo, které se po pozemní komunikaci, resp. po dopravní trase pohybuje pomocí vlastní motorické síly; b) nemotorové vozidlo je vozidlo, které se po pozemní komunikaci pohybuje pomocí motorového vozidla, lidské, zvířecí nebo gravitační síly), je to například přípojné vozidlo (přívěs, návěs); 16.2 Základní rozdělení motorových vozidel vhodných pro přepravu nebo pro zabezpečení přepravy břemen a nákladů podle legislativy A) Kategorie M - motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu osob a břemen malých objemů a hmotností (zpravidla pro potřeby cestujících osob);
103
B) Kategorie N - motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu nákladů (velmi široký záběr variant); C) Kategorie O - přípojná vozidla (v závislosti na konstrukci mohou být používána pro dopravu nákladů); D) Kategorie T - traktory zemědělské nebo lesnické (jsou mobilními energetickými zařízeními pro tlačení nebo tažení přípojných vozidel, které slouží pro dopravu nákladů). Dílčí rozdělení motorových vozidel vhodných pro přepravu břemen podle legislativy 16.2.1 Kategorie M - motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu osob a malých břemen. Tato kategorie zahrnuje automobily, kterými lze převážet břemena v prostoru za sedačkami posádky (automobily osobní kombi, MPV). Kombi je typ osobních automobilů s velkým zavazadlovým prostorem. Název kombi je odvozen od kombinace účelu vozidla, které je určeno jak pro přepravu osob, tak malého nákladu. Pro karoserii kombi je charakteristická prodloužená linie střechy, která pokračuje i nad zavazadlovým prostorem vzadu a je ukončena zadními dveřmi, které se otvírají vzhůru nebo do strany. Prodloužená část střechy je na bocích doplněna třetí řadou bočních oken. Zadní řady sedadel bývají sklopné nebo vyjímatelné pro možnost zvětšení zavazadlového prostoru. Mohou přepravovat břemena o objemu 540 až 1700 litrů. MPV je označení pro víceúčelové vozidlo (z anglického názvu Multi-Purpose Vehicle), někdy označované jako minivan. Příkladem MPV může být Ford Mondeo Kombi, Opel Zafira, KIA Carnival, Fiat Multipla. Jde o druh automobilu, který se tvarem podobá dodávce, je však určen k převážení osob. Bývají obvykle vysoké mezi 1600 a 1800 mm, což je asi o 200 mm víc než v případě sedanů, hatchbacků nebo automobilů v provedení kombi. Motor bývá umístěn co nejvíce v přední části a poněkud výše než u ostatních druhů automobilů, aby se minimalizoval přesah karoserie. Její zadní přesah může být krátký jako u hatchbacků nebo dlouhý jako u vozů kombi. Mohou přepravovat břemena o objemu 560 až 3300 litrů. U automobilů typu hatchback (je charakterizován výklopnými zadními dveřmi zavěšenými nahoře) lze sklopením zadních sedadel vytvořit prostor pro uložení břemen, která se vkládají zezadu. Položením sedadla spolujezdce lze přepravovat i neskladná břemena. Mohou přepravovat břemena o objemu 460 – 600 litrů. Poznámka: Některá vozidla kategorie M lze upravit na kategorii N1 splněním některých úprav. Úpravy jsou realizovány pro možnost odpočtu DPH, protože v kategorii N1 jsou vyráběny automobily, které jsou odvozeny od osobních automobilů typu kombi nebo hatchback. Kategorie N - motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu nákladů (Poznámka: Terénní vozidlo příslušné kategorie se označuje doplňkovým písmenem G ke kategorii M nebo N, například M1G, N3G). 1. N1 - vozidlo, jehož největší přípustná hmotnost nepřevyšuje 3 500 kg, 2. N2 - vozidlo, jehož největší přípustná hmotnost převyšuje 3 500 kg, avšak nepřevyšuje 12 000 kg, 3. N3 - vozidlo, jehož největší přípustná hmotnost převyšuje 12 000 kg.
104
Tato vozidla lze rozdělit podle charakteru ložného prostoru: a) Pick-up má v zadní části ložný prostor, který může být krytý plachtou nebo střechou. V zadní stěně jsou umístěny dveře. b) Valník má ohraničený ložný prostor a odnímatelné stěny (sklopná čela a bočnice) a v některých případech lze valník opatřit zcela nebo částečně plachtou s variabilní výškou. c) Skříňový má uzavřený prostor pro náklad. Prostor skříně může být rozdělen na několik dílčích sekcí. 16.2.2 Automobily ve skupině N1 jsou nazývány dodávky. Jsou určeny zejména pro dopravu zboží do maximální hmotnosti 1,5 t. Velmi častá je verze s jednou řadou předních sedadel, ve které jsou kromě řidiče dva spolujezdci. Některé dodávky mohou mít prodlouženou kabinu pro montáž dvou řad sedadel. Za řadou sedadel bývá skříň nákladního prostoru, resp. valník. V některých případech je kabina posádky oddělená od nákladového prostoru pevnou stěnou s malým průhledovým okénkem, někdy je oddělující stěna tvořená rámem a sítí. V nabídce je několik variant rozměrů pro dosažení vyššího objemu skříně (rozvor, délka, výška střechy). Například dodávka (Mercedes Vito) s vyšší střechou skříně má objem větší až o 1,85 m3 než dodávka se střechou nízkou. Rozvor u dodávek Mitsubishi FUSO je od 2500 až po 3850 mm. V případě největšího rozvoru lze získat vnitřní objem skříně 17 m3 (například IVECO) a lze umístit do prodloužené skříně 3 EURO palety za sebou. Vzhledem k největší povolené hmotnosti 3,5 t je provedení skříně pro velký objem vhodné pro přepravu málo hmotných břemen. Pro lepší možnost zajíždění k nakládacím rampám a pro nakládání břemen pomocí zdvižných vozíků jsou k dispozici křídlové zadní dveře s úhlem otevření 180 až 270° s aretací v otevřené poloze. Některé dodávky mají montovány výklopné dveře, které se otevírají nad skříň. Pro přepravu ve městech jsou k dispozici boční dveře. Boční dveře jsou v základní nabídce na pravé straně v posuvném provedení pro snazší vykládku a nakládku břemen z chodníku. Na přání jsou montována pravá i levá posuvná dveře (například Volkswagen Crafter). Šířka dveří vyhovuje pro vkládání palety. Uvnitř skříně jsou prvky pro použití vázacích a upevňovacích prostředků (kotevní úchyty na stěnách). Základní jsou 4 úchyty (sklopná oka) v podlaze. Výrobci dodávají na trh dodávky v základní výbavě a podle požadavků uživatele dodávají doplňky a realizují úpravy uvnitř skříně. Některé modely disponují podlahovými kolejnicemi, na něž lze upevnit popruhy v celé délce skříně. Ve skříních je možné instalovat různé varianty dělících stěn. Pohon těchto vozidel je 2 x 4 pro silniční provoz a 4 x 4 s uzávěrkou mezinápravového diferenciálu pro provoz v terénu. Další nástavbou je valník, u něhož lze nalézt několik rozměrových variant, možností sklápění bočnic (pro nakládku palet pomocí vysokozdvižných vozíků) a možností opatřit valník plachtou. U některých dodávek lze valníkovou nástavbou sklápět (například Opel, Piaggio). Skříně jsou dodávány v několika variantách podle předpokládaného charakteru břemen. Například chladící skříň pro přepravu čerstvého potravinářského zboží s hodnotou izolace 0,4 W.m-2.K-1 a možností mrazení na hodnotu -20°C. Automobily DFM 1.1 Liberecké firmy se sklápěcí korbou je poháněn zážehovým motorem ISUZU s výkonem 38,5 kW o objemu 1012 cm3. Automobil má poháněnou zadní nápravu, poloměr otáčení 8,3 m, rozvor 2515 m, rozchod kol 1310, užitečnou hmotnost 980 kg, rozměry 2300x1430x340 mm. Automobily GAZelle mají pohon všech kol a disponují několika variantami nástaveb pro odvoz kusových i sypkých břemen, ale také jsou vybaveny
105
hydraulickým jeřábem nebo montážní plošinou. Jsou poháněné přeplňovaným vznětovým motorem STEYR o výkonu 81 kW. Ford Transit model MWB má poháněnou přední nebo zadní nápravu a motor o výkonech 63, 85, resp. 103 kW, je vybaven korbou s délkou 2450 mm. Do kategorie N a skupiny 1 lze zařadit automobily SUV. SUV je zkratka z angličtiny (Sport Utility Vehicle), tedy sportovní užitková vozidla. Vozidla jsou konstruována tak, aby se mohla pohodlně pohybovat jak po běžných silnicích v městském prostředí tak mimo zpevněné pozemní komunikace. SUV kombinují výhody většího vnitřního a zavazadlového prostoru se schopností pohybovat se bez problémů i mimo silnice. U nás jsou nazývána nesprávně offroady. Větší prostor (v porovnání s běžnými osobními automobily) znamená větší komfort a větší zavazadlový prostor. Většina SUV střední velikosti má tři řady sedadel, pojme tak šest (někdy i více) cestujících. SUV mají pohon na všechna čtyři kola (někdy označované jako 4WD nebo 4×4), jsou zpravidla větších rozměrů karoserie, podvozek je vyšší, používají větší průměry kol, což znamená zvýšení výšky celého vozu a řidič tak sedí výše nad vozovkou. SUV jsou obecně robustnější, což většinou znamená větší bezpečí pro posádku vozidla (například Mazda B-Fighter, Mitsubishi Outlander, Nissan Pickup, Land Rover, Range Rover). Mohou přepravovat břemena o objemu 1100 až 3500 litrů. 16.2.3 Automobily ve skupině N2 jsou určeny zejména pro dopravu zboží na krátké vzdálenosti. Jsou vybaveny samostatnou kabinou, nejčastěji s jednou řadou sedadel. V některých případech je kabina prodloužená pro 7 lidí (pracovní četa) a za ní je valník menších rozměrů. Některé kabiny disponují spací nástavbou. Za kabinou jsou umístěny různé varianty nákladového prostoru. Jsou to valníky (s možností zakrytí plachtami), sklápěcí korby s pevnými bočnicemi a zadním výklopným čelem, kontejnery rozmanitého provedení, cisterny, zdvižné plošiny, přepravníky automobilů a skříně. Pro manipulaci s břemeny jsou k dispozici hydraulické jeřáby montované mezi valník a kabinu. Některé automobily mají nápravy opatřené dvojmontáží kol. Pohon je realizován zpravidla koly zadní nápravy, v některých případech je k dispozici pohon všemi koly. 16.2.4 Automobily ve skupině N3 jsou určeny zejména pro dopravu zboží na krátké i dlouhé vzdálenosti. Tato skupina je velmi rozsáhlá, protože zahrnuje mnoho variant objemů nákladového prostoru s možností převážet různou hmotnost nákladu (například mezinárodní doprava, doprava dlouhých nákladů, doprava surovin ve stavebnictví). Velmi široká škála rozvorů kol umožňuje konfigurovat rozmanité nástavby (valníky, korby, skříně, nosiče kontejnerů, cisterny, speciální nástavby, tahače návěsů). Podvozky jsou dvou a více nápravové, s řízením předními koly (dvě nebo tři řídící nápravy) a také kloubovým řízením. Jsou vybaveny speciálními kabinami pro spánek i relaxaci řidiče. To zajišťují modulární systémy kabin. Pohon je v širokém spektru – 4 x 2, 4 x 4, 6 x 4, 6 x 6, 8 x 4 x 4, 8 x 8 x 4, 10 x 6, 10 x 8). Podvozky umožňují u vozidel používaných v silničním provozu krátkodobě zapojit další nápravy, které jsou při běžném provozu nezapojené. Například systém hydrostatického pohonu MAN-Hydrodrive je funkční do rychlosti 28 km.h-1. 16.3 Rozdělení motorových vozidel v závislosti na charakteru dopravní trasy a) Silniční vozidlo je určeno pro dopravu břemen po dopravních trasách, jejichž konstrukce splňuje kritéria pro silnici (rovný a zpevněný povrch, pro umožnění překonání terénních překážek využívá dalších staveb, jako jsou například mosty, zářezy, tunely nebo náspy);
106
b) Terénní vozidlo je určeno pro provoz na silnicích i v terénu (povrch nerovný, plastický, s výskytem podélných a příčných svahů); Rozdělení terénních vozidel a) Terénní automobily lehké b) Terénní automobily střední c) Terénní automobily těžké d) Traktory a traktorové stroje c) Speciální vozidlo je určeno pouze pro provoz v terénu (vzhledem k rozměrům a hmotnostem nelze provozovat po silnicích). 16.4 Rozdělení dopravních zařízení (vozidel) podle schopnosti nést břemeno a) Valníkové vozidlo (jeho ložný prostor je otevřený, ohraničený odnímatelnými bočnicemi a čely); b) Vozidlo s korbou (jeho ložný prostor je ve tvaru pláště kvádru nebo půlkruhového tvaru; tyto korby lze sklápět v několika variantách – jednostranný sklápěč, třístranný sklápěč, sklápěč s vysokozdvižným zařízením); c) Vozidlo se skříňovou nástavbou (je to ze všech stran uzavřený prostor pro obsluhu i náklad); d) Vozidlo se speciální nástavbou (klanicová plošina, jeřáb, cisterna, sací rýpadlo, domíchávač apod.). 16.5 Rozdělení dopravních zařízení (vozidel) podle konstrukce umožňující nesení břemena a) b) c) d) e)
Podvalníky a plošiny; Vozidla s výměnnou nástavbou; Nosiče kontejnerů; Cisterny Speciální nástavby
16.5.1 Podvalníky a plošiny Slouží zpravidla k přepravě větších břemen, zejména k přepravě stavebních strojů a jiné mechanizace, u níž je vzhledem k velké vzdálenosti přepravy a k jejich nízké přepravní rychlosti nebo jejich hmotnosti, resp. rozměrům, přeprava nemožná nebo je neefektivní. K dispozici je několik typů podvalníků, například jednonápravové, dvounápravové, tří a více nápravové. Mohou být vybavené různě dlouhými nájezdovými rampami, jejich provedení umožňuje vhodný nájezdový úhel pro konkrétní stavební stroj. Nájezdové rampy jsou příčně posuvné, nastavitelné na konkrétní rozchod pásů nebo kol. jsou vyráběny jako návěsné nebo přívěsné. Přívěsné podvalníky lze zapojit za tahač, který je opatřen korbou, na níž je převážen další náklad. 16.5.2 Vozidla s výměnnou nástavbou Vozidla s výměnnou nástavbou tvoří samostatný technický celek, který je se základním vozidlem (nosičem výměnných nástaveb) v rozebíratelném spojení. Jeden
107
podvozek je určen pro několik rozmanitých nástaveb, které jsou umístěny v místě využití na podpěrách. (například Joskin Cargo, sklápěčková nástavba PA VNS pro podvozky TATRA). 16.5.3 Nosiče kontejnerů Kontejnerový nosič výměnných nástaveb - kontejnerů disponuje konstrukčními prvky pro skládání kontejnerů a je opatřen fixačními konstrukčními prvky pro upevnění na nosič při přepravě. Kontejner je jakákoliv jednotka dopravy s rovnou a pevnou základnou, která disponuje konstrukčními prvky pro manipulaci pomocí pohybů v horizontálním (posouvání) a vertikálním (zvedání a spouštění) směru při jejím nakládání. 16.5.4. Cisterny Je to uzavíratelná nádoba s možností plnění a vyprazdňování. Řízené plnění může být prostřednictvím vestavěného čerpadla. Samozřejmostí je i řízené vypouštění. Cisterny větších objemů jsou opatřeny několika vnitřními přepážkami. Nádoba je připevněna na podvozku automobilu, přívěsu nebo návěsu. V cisterně jsou převáženy rozmanité náklady, například pitná nebo užitková voda, stavební materiály, postřiky, potravinové produkty (mléko, oleje), nebezpečné hořlavé látky (pohonné hmoty, asfalty, propan, LPG, nebezpečné ekologické odpady), chemikálie a fekálie. Například největší cisternové návěsy pro přepravu pohonných hmot na 48 - 50 tisíc litrů jsou neseny třínápravovými podvozky. Do této skupiny lze zařadit i sila na sypké látky (cement, granule, kaolin, cukr). 16.5.5 Speciální nástavby Jsou vyráběny pro specifické potřeby uživatelů. Jedná se o speciální břemena, například chladírenské skříně, nástavby pro přepravu betonových směsí, nástavby na přepravu skla, hutního materiálu, pro přepravu lodí, přepravu a vyproštění vozidel, pro přepravu živých zvířat a podobně. 16.6. Kategorie O (přípojná nemotorová vozidla) Nemotorová vozidla se podle legislativy člení na: O1 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost nepřevyšuje 750 kg, O2 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 750 kg, ale nepřevyšuje 3500 kg, O3 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost je nad 3500 kg, ale nepřevyšuje 10 000 kg, O4 - přípojná vozidla, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 10 000 kg, OT1 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost nepřevyšuje 1 500 kg, OT2 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost je nad 1500 kg, ale nepřevyšuje 3500 kg, OT3 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost je nad 3500 kg, ale nepřevyšuje 6 000 kg, OT4 - přípojná vozidla traktoru, jejichž největší přípustná hmotnost převyšuje 6 000 kg. Přípojná vozidla lze rozdělit na
108
a) přívěsy b) návěsy Pro realizaci pohybu přípojných vozidel musí být k dispozici mobilní energetické zařízení (automobil příslušné výkonové a hmotnostní skupiny, tahač, traktor, speciální zařízení – naviják). Přípojné vozidlo s nimi tvoří soupravu. Lze rozlišit dvě varianty souprav: 1. Návěsová jízdní souprava = tahač + návěs a) nákladní – tahač a návěs; b) kombinovaná – tahač, návěs a přívěs; c) mostová – náklad na mostovém nosníku, přední část na točně, zadní na přípojném vozidla; d) smíšená – například automobil pro přepravu osob a nákladní přívěs. 2. Přívěsová jízdní souprava – automobil a přívěs a) nákladní – nákladní automobil a přívěs b) osobní automobil a přívěs Přívěsy nesou svým podvozkem celý náklad. U návěsů zatěžuje určitá část nákladu tahač a zbylá část spočívá na podvozku návěsu. Například podle celkové nosnosti lze rozdělit přívěsy a návěsy na malé s nosností 4 až 10 tun a objemem 6 – 12 m3; střední s nosností 10 – 20 tun, s objemem 13 – 24 m3; velké s nosností 21 – 30 tun (a více), s objemem 24 – 40 m3. Návěsy jsou vyráběny v mnoha provedeních. Například 1 – 2 – 3 – 4 a více osé. Nástavba může být skříňová v mnoha variantách provedení skříní, jejich vnitřního uspořádání, materiálů podlahy a pláště skříně, liší se velikostí objemů skříní. Obecně lze rozdělit skříně na bezprašné a izotermické. Základem skříňové nástavby je plato z pomocného rámu a příčníků. Plato slouží jako hlavní nosný prvek skříně a jeho účelem je rovnoměrný přenos sil vznikajících hmotností nákladu. K platu je připevněna podlaha, která je buď vyrobena z vodovzdorné překližky nebo jiného vhodného materiálu s protiskluzovými vlastnostmi. Nosná konstrukce skříně je pokryta lakovaným nebo hliníkovým plechem. Na vnitřní straně skříně se upevňují desky pro zvýšení odolností stěn skříně proti poškození nákladem a jsou zde upevňovací prvky pro popruhy. Některé skříně jsou vyráběny jako samonosné. Například u tzv. klemovaných skříní (vnitřní zahnutí plechu) je nosný prvek i krytí současně. Boky skříní z materiálu Plywood (překližka o tloušťce 14 až 20 mm s oboustranným umělohmotným potahem - Arcal) zabezpečují pevnost skříně i odolnost vůči poškození od nákladu. Obdobou plywoodu je aluwood, kdy je jádro tvořeno dřevem z rychle rostoucích dřevin potažených hliníkovým plechem. Výběr skříní pro uživatele je velmi rozsáhlý. Například velkoobjemové návěsy provedení walking floor (s pohyblivou podlahou, někdy označované také moving floor) jsou vhodné pro přepravu volně loženého sypkého materiálu. Izotermické skříně jsou určeny pro potravinářské výrobky s kontrolovanou úrovní teploty pro rozmanité druhy potravin, jsou uspořádány pro přepravu masa ve visu. Izotermické skříně mohou být dodávány s vertikálními i horizontálními příčkami (více podlaží s rozdílnou teplotou) (například Lamberet, Kőgel). Skříně mohou být, kromě zadních dveří, vybaveny i bočními dveřmi. Zadní dveře jsou buď klasické dvoukřídlé, nebo rolovací, resp. vnitřní sklopné. Další variantou je nástavba speciální, resp. účelová (sklopné korby, cisterny, silocisterny, plošiny, podvalníky, nástavby pro přepravu zvířat, soupravy pro převoz dlouhého dříví, přepravníky osobních automobilů a další).
109
Podvalníky jsou vyráběny v mnoha variantách, především z hlediska počtu náprav, délek a nosností. Například podvalníky firmy Goldhofer jsou vyráběny ve variantách pro hmotnost nákladu od 6 do 10 000 tun. Nápravy jsou řiditelné s řídícími úhly až 70°. Cisterny jsou velkoobjemové nádoby určené pro přepravu kapalných látek. Sila (silocisterny) jsou určena pro přepravu sypkých materiálů, granulátů nebo stavebních materiálů. Jsou vyráběna jako sklopná nebo nesklopná s nuceným vyprazdňováním. Cisterny převážející nebezpečné látky (hořlaviny, jedy, chemikálie, žíraviny) musejí vyhovovat předpisům ADR (ADR = Accord Dangereuses Route - Evropská dohoda o mezinárodní silniční přepravě nebezpečných věcí). Uživatel musí předem specifikovat jaké látky bude převážet a podle toho bude cisterna vyrobena z hlediska objemu, počtu komor, použitého materiálu a vybavení (izolace, výpusti, čistící zařízení pro vnitřní prostory, čerpadla, filtry, žebříky, hadice atd.). Dopravce je povinen podle Dohody ADR při přepravě nebezpečných věcí zejména použít pouze vozidla, která jsou k tomu způsobilá. Vozidla musí být označena výstražnou tabulkou v podobě oranžového obdélníku 40x30 cm orámovaného černým proužkem o tloušťce 1,5 cm, dále pomocí bezpečnostní značky, kterou je čtverec postavený na vrchol různých barev podle třídy nebezpečnosti s piktogramem znázorňujícím nebezpečnost látky. Například do skupiny ADR 3 jsou zařazeny nebezpečné látky, jakou jsou pohonné hmoty, minerální oleje a asfalt. Pro přepravu krátkého a dlouhého dříví jsou určeny klanicové přívěsy a návěsy nebo oplenové návěsy a přívěsy. Pro přepravu dřevní štěpky jsou k dispozici velkoobjemové návěsy s pohyblivou podlahou (LAG walking floor 90) pro přepravu nákladu o objemu 90 m3. 16.7 Výkonnost dopravních zařízení Výkonnost dopravních zařízení v oblasti výrobní-logistické dopravy je vyjadřována v tunách přepravených břemen, objemech přepravených břemen a v kilometrech ujeté dráhy (to se týká zejména osobní dopravy). Platí obecně zásada (nemusí to být ale vždy, například v zemědělství se převáží lehké a objemné materiály), že čím větší objem může být převážen, tím vyšší musí být nosnost dopravního zařízení. S tím souvisejí i rozměry dopravních zařízení, s objemem se zvyšují rozměry koreb, resp. úložných prostorů pro břemena až do limitních hodnot, které stanovuje legislativa (šířka, délka, výška), pokud se takové dopravní zařízení pohybuje po silnicích. To platí i pro hmotnosti, resp. zatížení na jednotlivé nápravy. Také z tohoto důvodu jsou přípojná dopravní zařízení vyráběna s variabilním počtem náprav a velikostí kol. Na trhu jsou uživatelům k dispozici jednonápravové přívěsy a návěsy, dvounápravové, třínápravové a čtyř a více nápravové přívěsy a návěsy, protože dopravovaná hmotnost nákladu musí být podepřena koly v závislosti na její velikosti. Přehled některých technických a konstrukčních parametrů vybraných návěsů Výrobce/ Počet náprav Užitečná Objem korby Rozměr 3 Model hmotnost (m ) pneumatik (kg) WTC Písečná 3 16,90 30 358-22,5 BIG 20/3 Schuitemaker, 3 n 60 650/55-26,5 SIWA ZDT Nové Veselí, MEGA
3
20,55
33,5
18 x 22,5
110
25 Oehler Maschinen, OL/TMK 330 Pőttinger , sběrací vůz JUMBO 7210 L JOSKIN. TRANS SPACE Krampe, Big Body 650
3
24,17
n
385/65-22,5
3
n
40,8
710/45-22,5
3
24,00
46
n
3
n*
31
650/55-26,5
n* - údaj se nepodařilo věrohodně zjistit
Výrobní-logistická doprava je soubor činností, jejichž úkolem je zajistit, aby byl určitý výrobek-břemeno (zboží, produkty) dopraveno s co nejnižšími náklady, ve stanoveném čase, ve správném množství, nepoškozené, tedy ve správné výchozí kvalitě na správném místě, při dodržení požadavků na ochranu životního prostředí. S tímto velmi úzce souvisí výkonnost dopravních zařízení. 16.7.1 Skutečná objemová výkonnost cyklicky pracujícího dopravního zařízení 3600 . V. kp . kč Q = -------------------Tc
(m3.h-1)
kde: V - objem dopravovaného materiálu (m3) kč - koeficient časového využití (například 0,65 – 0,83) Tc - čas cyklu dopravy (s) kp – součinitel plnění korby v případě sypkého materiálu (s) Tc = tn + tL1 + ts + tL2 kde: tn – čas nakládání (s) tL1 – čas jízdy na složiště (s) ts – čas skládání (s) tL2 – čas jízdy do místa nakládání (s) L1 tL1 = ------ (s) v1 kde: L1 – délka odvozní cesty v1 – průměrná rychlost jízdy
(m) (m.s-1)
Výkonnost je limitována: e) Rozměry dopravních zařízení, resp. jejich částí, které se podílejí na držení, podpírání nebo svírání břemen (koreb, kontejnerů, plošin vozidel);
111
f) Hmotnostmi vozidel a souprav (podle legislativy a skutečnému stavu na předpokládané trase); g) Omezením maximální rychlosti jízdy (vzhledem k profilu terénu = výkon motoru, stavu vozovky = kluzký povrch, okamžité situaci na trase = křižovatky, přejezdy a také legislativě); h) Situací a opatřeními na odvozních trasách (šířková, výšková a hmotnostní omezení DZ). Z uvedeného vyplývá, že pro zajištění vysoké výkonnosti, by mělo dopravní zařízení disponovat vysokou konstantní rychlostí, velkým objemem korby pro dopravu co největšího břemena. Korbu by mělo břemeno vyplnit (naplnit) co nejvíce (kp ≥ 1), s čímž souvisí i nosnost. Měla by být zkrácena délka dopravní trasy (to lze pouze v některých případech). Významnou roli hrají i manipulační časy při plnění a vyprázdnění korby. Logicky tedy nejlépe uvedeným požadavkům vyhovuje dopravní zařízení s velkým objemem korby, která se mohou pohybovat po dopravních trasách co nejvyšší rychlostí. Rychlost jízdy je závislá na mnoha faktorech, z nichž většina v praxi působí proti jejímu zvyšování. Automobily mohou ve srovnání s traktory obecně dosáhnout vyšší rychlosti, ale vzhledem k charakteru krátkých dopravních tras (například v zemědělství), nemohou tuto rychlost využít v celé délce trasy (v některých případech vůbec) a vzhledem k možnostem využití moderních přípojných vozidel, není jejich výkonnost vyšší než u traktorů s návěsy. U krátkých přepravních tras je i při vyšších rychlostech rozdíl ve výkonnosti menší než při délkách tras větších. V oblasti silniční dálkové automobilové dopravy je situace v používání velkoobjemových návěsů příznivá. Například návěsy s hliníkovou korbou firmy Benalu disponují objemem 72 m3, návěsy firmy Fliegl mají objem 50, 60 a 80 m3, firma Lamberet dodává na trh chladírenské návěsy o objemu až 100 m3, k předním výrobcům velkoobjemových návěsů patří například firmy Krone, Legras, Feuhauf, Kőgel, Menci, Panav a další. Tyto návěsy pro účely dopravy na polních cestách jsou nevhodné. Logicky se výrobci přípojných vozidel přizpůsobují požadavkům na zvýšení výkonnosti zvýšením objemů, nosností, možností dosahovat co nejvyšších rychlostí (až 50 km.h-1) i na neudržovaných cestách. Společně se zvyšováním objemů a nosností museli výrobci reagovat i na požadavek bezpečnosti provozu, resp. brždění, manévrovatelnost, jízdu na bočních svazích a na nerovném povrchu. Například odpružené boogie nápravy pomáhají řešit problémy s překonáváním terénních nerovností, řiditelnost náprav umožňuje manévrování v omezených profilech, automatický zátěžový regulátor vzduchových brzd umožňuje efektivně a bezpečně zpomalovat na svazích i kluzkých površích, odpružené oje přispívají k jízdnímu komfortu, tři nápravy s širokými, nízkoprofilovými pneumatikami eliminují velikost středního kontaktního tlaku na přijatelné hodnoty, návěsové připojení umožňuje využít hnací sílu traktoru. 17 Mobilní energetická zařízení vhodná pro dopravu břemen V oblasti dopravy břemen je používáno mnoho rozmanitých mobilních energetických zařízení (MEZ), zejména k nesení, tlačení a pohonu speciální mechanizace v různých oblastech činnosti. Z hlediska jejich předpokládaného nasazení se mohou vzájemně lišit velikostí, výbavou, výkonem motoru a konstrukcí podvozku. Také jejich názvy jsou rozmanité. Nejčastěji jsou tato mobilní energetická zařízení zahrnována pod názvem traktor, malotraktor nebo nosič nářadí. Na zádi MEZ (někdy i na přídi) je tříbodové hydraulické zařízení, na které je možné připevnit nářadí pro zajištění běžných i specifických prací, které mohou být prováděny. Je zde pro tyto účely vývodová hřídel předávající točivý moment od
112
motoru MEZ k taženým, resp. neseným pracovním zařízením. Tato hřídel se u některých zařízení může nacházet i v jeho přední části. V zadní části většiny druhů traktorů se nachází tažný závěs pro připojení přívěsů nebo návěsů pro zajištění dopravy rozmanitých břemen, kusových i sypkých. 17.1 Rozdělení mobilních energetických zařízení podle konstrukce a předpokládaného použití: a) Malotraktory b) Traktory a traktorové stroje c) Traktory s vysokou světlou výškou d) Univerzální kolové traktory a speciální kolové lesnické traktory e) Dvounápravové nosiče nářadí g) Vyvážecí traktory s klanicovým návěsem 17.1.1 Malotraktor Malotraktor definuje norma ČSN 47 9002 definuje jako traktor, který je určen pro práci na nevelkých pozemcích v zemědělství a v jiných oblastech. Předpokládaný výkon motoru malotraktoru je do 32 kW s vazbou na jeho hmotnost a tahovou sílu. 17.1.1.1 Rozdělení malotraktorů 1. Motorové okopávačky (kultivátory) 2. Jednonápravové malotraktory 3. Jednonápravové nosiče nářadí 4. Dvounápravové malotraktory kolové a pásové 1. Motorovou okopávačku definuje ČSN EN 709 jako „zemědělský samojízdný stroj určený pro pěší obsluhu, s opěrným kolem nebo koly nebo bez nich, přičemž pohyb vpřed je vyvozován pracovním nástrojem.“ Motorová okopávačka s hnacími koly (s hnacím kolem) je zemědělský samojízdný stroj určený pro pěší obsluhu a poháněný jedním nebo více koly, která jsou přímo poháněna motorem. Okopávačka je a vybavena okopávacími nástroji. Pro dopravu břemen je nevhodná. 2. Jednonápravový malotraktor je mobilní zařízení malé mechanizace na základě jednonápravového podvozku. Je určený k připojování výměnných nesených nebo přívěsných strojů a nářadí. Jednonápravový malotraktor je normou ČSN EN 709 definován jako „zemědělský samojízdný stroj konstruovaný tak, aby byl ručně vedený, schopný pohánět nebo táhnout různé pracovní nástroje.“ Nástrojem se rozumí pracovní část, která může být připojena k ručně vedenému malotraktoru. Obsluha zpravidla kráčí za strojem. Pokud je připojen návěs, obsluha sedí v přední části návěsu, odkud stroj ovládá. Pohon stroje je realizován prostřednictvím mechanické nebo hydrostatické převodovky. Jednonápravový malotraktor je vhodný pro dopravu malých břemen do hmotnosti přibližně 350 kg, resp. pro dopravu objemů od 0,5 do 0,7 m3. Jednonápravové malotraktory se vyznačují dobrým přístupem k ovládacím prvkům, možností seřízení sklonu a směru klečí, stavitelným rozchodem kol, pružným uložením motoru, estetickým provedením, bezpečnostním zařízením, které vypne motor v případě, že se řidiči vysmeknou kleče z rukou. Používají se na pozemcích a na cestách, na kterých dvounápravové malotraktory nemohou pracovat vzhledem ke svým rozměrům, popřípadě hmotnosti nebo na kterých by jejich provoz nebyl hospodárný.
113
3. Jednonápravové nosiče nářadí jsou určeny pro čelní agregaci nářadí a jsou přizpůsobeny pro jízdu vpřed a vzad. Nejčastěji jsou používány v agregaci s žacími stroji, mulčovači, sněhovými frézami a dalším komunálním nářadím (rotační kartáče, radlice). Nejsou určeny pro dopravu břemen. 4. Dvounápravový malotraktor je mobilní zařízení malé mechanizace na základě dvounápravového kolového nebo pásového pojezdového zařízení, určený k připojování výměnných nesených nebo přívěsných nástrojů, nářadí a přípojných vozidel. Do skupiny dvounápravových malotraktorů jsou obecně zahrnovány traktory, jejichž motor disponuje výkonem 32 kW a jejich hmotnost nepřevyšuje 1200 kg. Dvounápravové malotraktory mohou dopravovat rozmanitá břemena na přívěsu nebo návěsu o hmotnosti 1000 – 1500 kg. Dvounápravové traktory mohou být konstruovány speciálně tak, aby vyhovovaly předpokládané pracovní činnosti. Například žací malotraktory pro sečení okrasných ploch (například pro udržované parky, doprovodné travnaté plochy na návsích, podél cest) sportovních ploch (hřišť) a obdobných prostranství jsou vybaveny integrovaným pracovním nářadím v podobě žacích nožů nebo žacích vřeten. Žací traktory mohou být využívány také pro tažení přívěsů nebo návěsů, které odpovídají jejich tažné síle. Výrobci reagují na požadavky uživatelů a proto dodávají na trh malotraktory pro univerzální použití. K dispozici jsou rychlozávěsy, vývodové hřídele s variantním počtem otáček, hydraulické převody umožňující plynulou regulaci pracovních orgánů a mají schopnost přizpůsobit se rozmanitým podmínkám při nasazení. Konstrukce moderních malotraktorů sleduje trendy modernizace velkých traktorů. Stále více se zkvalitňují a rozšiřují prvky bezpečnosti řidiče a jeho pohodlí. Zlepšuje se výhled na pracovní zařízení a také kolem celého traktoru. Pneumaticky odpružená sedačka se snadno (v některých případech i automaticky) přizpůsobuje hmotnosti řidiče a jeho velikosti. Zlepšuje se hospodárnost motorů a postupně se přechází na používání ekologických paliv (směsi na bázi etanolu nebo na bionaftu). Nová elektronická zařízení jsou používána s cílem zlepšit komunikaci mezi řidičem a traktorem. Řidič má k dispozici obrazovku a další displeje, které ho informují o technických a ekonomických parametrech, které právě v tu chvíli potřebuje. Základní důvody zavádění elektroniky na malotraktorech jsou ve snaze zvýšit efektivnost využití výkonu motoru, pro dosažení úspory paliva, k optimalizaci práce neseného pracovního zařízení na malotraktoru a ve prospěch snížení zatížení malotraktoru. Dvounápravové malotraktory jsou vyráběny buď bez kabiny (s ochranným rámem nad řidičem nebo bez rámu) nebo s kabinou. Kabina se stále více stává automatizovaným „řídícím centrem“ jak traktoru, tak i připojeného pracovního zařízení. Nadále se snižuje vnější hluk malotraktorů a také hluk uvnitř kabiny (pod úroveň 72 dB). Pneumatiky mohou být montovány v několika variantách, záleží na charakteru povrchu pracovní plochy. Mohou být širší s tzv. antidevastačním dezénem pro málo únosné nebo plastické povrchy nebo užší s agresívním dezénem pro zajištění konstantní tažné síly (bez prokluzu kol). Standardně je montován přední hydraulický závěs s vývodovou hřídelí a rychlospojkami. Převodovka může být vícerozsahová s automatickým řazením pod zatížením. Stále více je používán hydrostatický přenos točivého momentu. Velká pozornost se věnuje snižování měrné spotřeby paliva a minimalizaci ztrát motorového oleje. Rozšiřuje se používání plastů v celé konstrukci malotraktoru, například v částech karoserie (kryty, blatníky), kabiny, motorového příslušenství (například k výrobě lopatek ventilátorů, palivového potrubí a řady dalších dílů palivové soustavy, vzduchových a olejových filtrů a dalších částí). Zvyšuje se spolehlivost a životnost motorů, zjednodušuje se servis u uživatele. Zlepšuje se ekologie provozu malotraktorů, zejména zdokonalením procesu spalování paliva, snižují se hluk a vibrace, zdokonalují se těsnící prvky za účelem odstranění průniku
114
paliv a maziv vzhledem k možnosti znečištění životního prostředí. V tomto směru se využívá plnění hydraulické soustavy rostlinnými oleji, které vylučují poškozování životního prostředí při havárii. 17.1.2 Traktory a traktorové stroje 17.1.2.1 Traktory Traktory jsou obecně motorová vozidla vybavená koly nebo pásy, která jsou konstruována pro tažení, tlačení, nesení nebo pohon určitého nářadí, strojů nebo tažení připojených vozidel. Mohou být určeny pro přepravu nákladu (břemen nebo manipulačních jednotek) a osob, pokud jsou v soupravě s vhodně vybaveným přívěsem nebo návěsem s naloženými břemeny (zejména při přepravě osob nebo zvířat). Jejich výkon motoru je v rozsahu od 32 do 340 kW (u traktorových strojů je výkon motoru v závislosti na jejich velikostní kategorii až 800 kW (traktor s dozerovým pracovním zařízením), s čímž souvisí jejich hmotnost a tahová síla. V souladu s dispozicí výkonu jsou přizpůsobeny k agregaci s různými druhy pracovních zařízení a dopravních zařízení, se kterými tvoří speciální celek s různým funkčním působením. Základním technickým parametrem u traktorů je tažná síla na háku Ft (kN) a výkon motoru P (kW). Traktory obecně disponují zvýšenou průchodivostí terénem díky vyšší světlé výšce a u některých modelů i kloubovému řízení. Traktory pro využití v dopravě lze rozdělit podle mnoha hledisek. Například podle konstrukce podvozku na skupinu traktorů kolových a pásových. Podle způsobu řízení lze rozdělit traktory s natáčením jedné řídící osy stroje, natáčením kol obou os (různé varianty řízení), ovládáním směru pásového traktoru řídícím diferenciálem, ovládáním pomocí stranové spojky a brzdy na každé straně pásu a s řízením pomocí středového kloubu, kdy se natáčí přední část rámu stroje oproti zadní části rámu. Podle způsobu pohonu jsou traktory rozděleny na traktory s pohonem mechanickým (například prostřednictvím hřídele, řemenů), pohonem hydrodynamickým (mezi motor a převodovku je vložen hydroměnič, který vytváří převodový orgán s plynulou změnou točivého momentu a otáček motoru. Hydroměnič pracuje s využitím proudící kapaliny od čerpadlového kola ke kolu turbínovému a přes vodící lopatky se vrací zpět ke kolu čerpadlovému), pohonem hydrostatickým (kapalina s určitým provozním tlakem a objemovým průtokem prochází od hydrogenerátoru přes řídící prvky do hydromotorů, ve kterých se hydraulická energie opět mění na energii mechanickou, resp. na otáčivý pohyb) a s kombinovaným pohonem hydrostaticko-mechanickým (rozjezd stroje zajišťuje hydrostatický převodník a po rozjezdu elektronické zařízení automaticky přepíná rychlost pohybu stroje na přímý pohon planetovou převodovkou). Dvounápravové kolové traktory lze rozdělit do šesti výkonových tříd v závislosti na výkonu motoru a pohotovostní hmotnosti: Výkonové třídy dvounápravových kolových traktorů 1. 2. 3. 4. 5. Třída 8000Pohotovostní 1800-2100 2100-3000 3000-6000 6000-8000 12000 hmotnost (kg) 32 až 44 44 až 60 60 až 130 130 až 160 až Výkon 160 200 motoru (kW) 10 – 15 16 - 21 22 - 42 43 - 56 57 - 84 Tahová síla (kN) 4k4 na polní cestě
6. nad 20000 200 až 250 84 -140
115
Pásové traktorové stroje lze rozdělit do šesti výkonových tříd: Třída Tahová síla (kN) Výkon motoru (kW)
1. 20 do 32
Výkonové třídy pásových traktorů 2. 3. 4. 30 50 100 50 až 85
75 až 90
100 až 160
5. 150
6. 250
180 až 240
200 až 400
17.1.2.2 Traktorové stroje Traktorové stroje jsou podle normy ČSN ISO 6747 Stroje pro zemní práce definovány jako samohybné pásové nebo kolové stroje používané k vynaložení tlačné nebo tažné síly prostřednictvím připevněného pracovního zařízení. Jsou to dozery a skrejpry, které jsou využívány především pro zemní práce. V komunální oblasti jsou traktorové stroje pro své specifické pracovní orgány spíše nevyužitelné, ale v oblasti souvisejících prací, mají své nezastupitelné místo (stavby sportovišť, zakládání parků, budování parkovišť, údržba skládek komunálního odpadu, rekultivace rybníků, apod.). 17.1.3 Traktory s vysokou světlou výškou Jsou to traktory konstruované pro práci s vysokými plodinami. Jejich znakem je zvýšený podvozek nebo jeho část, což traktoru umožňuje pojíždět souběžně s plodinou s levými a pravými koly na každé straně jedné řady nebo více řad plodin. Tyto traktory jsou určeny k nesení, nebo k pohonu nářadí, které může být montováno na předku, mezi nápravami, na zádi nebo na nákladové plošině. Pokud je traktor v pracovní poloze, je jeho světlá výška kolmá na řady plodiny vyšší než 1000 mm. Pokud je výška těžiště traktoru podle ČSN ISO 789-6(30 0446), měřeno vůči zemi při užití běžně montovaných pneumatik, dělená střední hodnotou minimálního rozchodu všech náprav větší než 0,90, nesmí maximální konstrukční rychlost překročit 30 km.h-1. V oblasti dopravy své uplatnění nenaleznou. 17.1.4 Univerzální kolové traktory a speciální lesnické kolové traktory Univerzální kolový traktor s lesnickou nástavbou konstrukčně vychází z běžně používaného zemědělského traktoru. To znamená, že na takovém traktoru musí být provedeny určité úpravy, které napomohou k jeho provozu v podmínkách lesních terénů a učiní jej vhodným pro práce spojené s těžbou a soustřeďováním dříví. I přes mnohé úpravy a dodané prvky lesnické nástavby nemůže dojít ke srovnatelným pracovním podmínkám a jízdním vlastnostem univerzálních kolových traktorů se speciálními lesnickými kolovými traktory. Zejména způsob řízení předními koly a rozložení hmotnosti na nápravy u univerzálních kolových traktorů nelze příliš ovlivnit. Na druhé straně však mohou být tyto univerzální kolové traktory poměrně rychle „odstrojeny“ a využívány pro jiné práce (doprava, přirozená a umělá obnova lesa apod.) a také při pracích v zemědělství. 17.1.5 Dvounápravové nosiče nářadí Nosiče na kolovém nebo pásovém podvozku jsou konstruovány pro nesení, ovládání a pohon velkého počtu rozmanitých pracovních zařízení (nářadí). Vzhledem k jejich
116
převážnému využívání v komunální oblasti, jsou někdy nazývány jako „komunální traktory“ nebo také „nářaďové traktory“. Typickou vlastností nosičů je jejich univerzálnost. Pro zajištění univerzálnosti a nesení rozmanitého pracovního nářadí lze u nosičů upravovat rozchod kol, rozvor kol a také u některých modelů světlou výšku. Nejčastěji je používáno následující pracovní nářadí: zametací kartáč, mulčovač, posypové zařízení, shrnovací radlice, sněhová fréza, nakládací lopata, žací ústrojí (nožové nebo vřetenové), kultivátory, aerifikátory, brány (pružinové nebo rotační), kropící zařízení, foukače a vysavače listí a další. Některé nosiče jsou poháněny všemi koly hydrostatickým pohonem, kdy jsou poháněna 4 kola shodného průměru prostřednictvím čtyř nezávislých hydromotorů v kolech. Disponují tak optimální tažnou silou na všech površích a jsou šetrné k povrchu, po kterém se pohybují. Většina nosičů je řízena klubovým řízením. Nářadí lze připevňovat v zadní části v přední části a také mezi nápravy. Jsou vyráběny v mnoha velikostech, s čímž souvisí výkon motoru, jejich celková hmotnost a schopnost pohánět a ovládat pracovní zařízení s určitou pracovní šířkou (záběr pracovního adaptéru). Nosiče nářadí jsou využívány v zemědělství, ve stavebnictví a v komunální oblasti. Ve stavebnictví a zemědělství pracují nosiče vyšší hmotnost než v komunální oblasti. Například nosič Hydrema 900 MPV váží 6400 kg a výkon jeho motoru je 91 kW, New Holland pro nesení pracovního nářadí v zemědělství disponuje výkonem 100 kW. Například nosič o hmotnosti 300-400 kg je vybaven motorem o výkonu 15-20 kW a je určen pro obsluhu pracovního nářadí se šířkou záběru 120-140 cm. Nosič o hmotnosti 10001500 kg je vybaven motorem o výkonu 28 – 40 kW a je určen pro pohon pracovního nářadí se šířkou záběru 140-200 cm. Podvozek je konstruován jednak pro jízdu po zpevněných cestách, ale také pro jízdu v běžném terénu (louka i pole). Některé nosiče disponují možností překonávat i obtížně sjízdný terén a mohou se pohybovat i na podélných a příčných svazích (s úhlem 25°). Pro tyto účely jsou vybaveny nízkým těžištěm, větším rozchodem kol a speciálními širokými pneumatikami. Nosiče nářadí jsou vyráběny s kabinou nebo bez kabiny. Jejich předností je velmi dobrý výhled obsluhy na pracovní plochu a činnost nářadí při práci. Některé nosiče nářadí jsou konstruovány pro nesení rozmanitých nástaveb za kabinou, obdobně jako automobily kategorie N1 se skříní nebo valníkem, s tím rozdílem, že je lze využít současně jako nosiče komunálního pracovního nářadí. Nosiče tak mohou nést v přední části například zametací zařízení a za kabinou mohou mít kontejner na uložení odpadu (samosběrný zametač). Mohou být vybaveny valníkem, nosičem kontejnerů, lisovací nástavbou komunálního odpadu, skříní se zvedacím čelem, hydraulickým jeřábem, sypačem se zásobníkem posypu, zdvižnou plošinou a dalšími nástavbami (například Mercedes Unimog, Metrac, Egholm, ISEKI, Holder, Magma, Ventrac, Unitrac a další). 17.1.6 Vyvážecí traktory s klanicovým návěsem Vyvážecí traktor se skládá z hnací části a kloubově spojeného návěsu s klanicemi. Hnací část je opatřena jednou nebo dvěma hnacími nápravami. Vyvážecí traktory jsou vybaveny hydraulickými jeřáby s umístěním na kabině, za kabinou nebo na návěsu s klanicemi. Zadní část vyvážecího traktoru je tvořena nakládací plochou s nízko položenými profilovanými klanicemi. Tím je docíleno dobré boční stability a dobré terénní průchodivosti. Z výše uvedeného vyplývá, že malotraktory a traktory lze spojovat do souprav s dopravním nebo pracovním zařízením, resp. kombinovaně (pracovní zařízení v přední části stroje a dopravní zařízení v zadní části stroje). V komunální oblasti se provádějí práce zemědělské, lesnické, zahradnické, stavební, dopravní a specifické údržbové práce na účelových plochách. Z uvedeného vyplývají rozmanité požadavky na vytváření traktorových
117
souprav a jejich mobilitu. S možností širokého využití souvisí i nutnost vytvářet pokud možno víceúčelové soupravy (vykonávají dvě nebo více operací současně) přívěsné i návěsné se zadním i předním připojením. V některých případech lze využít i mezinápravové připojení pracovních zařízení. Pracovní zařízení používaná v komunální oblasti vyžadují přenos mechanické energie prostřednictvím vývodové hřídele (na pracovní orgán může být přenesena přímo nebo prostřednictvím převodovky) nebo přenos, kdy je mechanická energie od motoru přenášena na pracovní zařízení hydraulickým přenosem prostřednictvím hydromotoru. Sestavená traktorová souprava musí bezpečně zajistit prováděnou pracovní operaci s požadovanou kvalitou a v některých případech také musí být dosaženo optimální výkonnosti, aby byly zajištěny požadované ekonomické výsledky (pokud jsou sledovány). To znamená, že musí existovat optimální vazba mezi traktorem a pracovním zařízením, aby bylo na jedné straně zabezpečeno využití vlastností (dispozic) pracovních zařízení v závislosti na prostředí, ve kterém jsou práce vykonávány (charakter porostu, konfigurace terénu, prostorové uspořádání, omezené profily, vlastnosti hornin apod.) a na druhé straně, aby byly využity také technické parametry traktoru. 17.2 Obecné znaky, které jsou sledovány při výběru traktorů a malotraktorů do souprav • • • • • • • • • • •
bezpečnost obsluhy a provozu (srozumitelnost návodu k obsluze) energetická náročnost provozu (spotřeba pohonných hmot, údržba, servis) ekologie provozu (úroveň emisí, úniky provozních hmot) spolehlivost a životnost stroje a jeho součástí (nízká četnost poruch) technické přednosti stroje (výkon motoru, konstantní otáčky pracovních zařízení při zatížení prací nebo při tažení přípojných vozidel ve složitém terénu) úroveň ovládání stroje (nutnost vynaložení fyzické síly na ovládání, ergonomie obsluhy traktoru včetně přídavných pracovních zařízení, zapojování přípojných vozidel apod.) kvalita odvedené práce s připojeným pracovním zařízením (soulad s očekáváním uživatele) nenáročná údržba (složitost a četnost úkonů při údržbě) estetický vzhled stroje (design, barvy, odlišnost od ostatních strojů v kategorii) náklady na zakoupení (konečná cena) ostatní vlivy (tradice značky, výsledky testů v odborných časopisech, podpora prodeje, módní trendy, doporučení ze strany odborníků apod.)
Je potřebné sledovat zejména technologické, technické, organizační, ekonomické a bezpečnostní vlastnosti sestavené soupravy. Ukazatelů technických vlastností je velké množství. Na jedné straně je posuzován traktor se svými technickými parametry, na straně druhé je posuzováno pracovní zařízení se svými požadavky na velikost potřebného výkonu motoru pro tažení přívěsu nebo zda otáčky vývodového hřídele vyhovují požadavkům na rychlost otáčení pro zajištění pohonu pracovního nástroje, který je součástí připojeného zařízení (například pro dosažení optimálních otáček nože při sečení trávy). 17.3 Výkonová bilance mobilních energetických zařízení (traktorů) Pro úspěšnost prací traktorových souprav je nutné, aby byl k dispozici dostatečný výkon motoru traktoru Pe (kW) pro pohyb soupravy a pro pohon pracovních zařízení. Tento výkon musí tedy pokrýt požadavky pojezdu Pp a pohonu pracovního zařízení Pú. Pe = Pp + Pú (kW) 118
Velikost výkonu potřebného pro pojezd závisí na několika faktorech. Jedním z rozhodujících faktorů je svah pozemku, který souprava musí zdolávat. Dalším faktorem je valivý odpor, který je závislý na stavu pneumatik a podložce, po které se souprava pohybuje. Také pracovní rychlost pojezdu soupravy rozhoduje o požadavku na výkon. Určitou roli zde může hrát i velikost prokluzu hnacích kol traktoru. Velikost potřebného výkonu pro pohon pracovního zařízení závisí na konstrukci vlastního pracovního adaptéru (šířka záběru, pracovní odpor vyplývající z prováděné práce). Například měrný odpor při sečení pícnin je 0,8 – 1,2 kN.m-1; při práci kultivátoru je to 2,8 – 4,8 kN.m-1; při rozmetání hnojiv nebo posypu je měrný odpor 0,6 – 0,8 kN.m-1; při úklidu sněhu rotačním kartáčem s horizontální osou rotace je to 0,9 – 1,1 kN.m-1, všechny pracovní operace jsou vztaženy na pracovní rychlost jízdy soupravy 1 km.h-1. Rozmanitost jednotlivých faktorů je velká. Výkon motoru by měl postačovat pro nejsložitější podmínky, které lze rozumně předvídat pro předpokládané pracovní nasazení soupravy. U traktorové soupravy, která realizuje dopravu břemen, v jehož tažném zařízení je připojen přívěs a pohybuje se do stoupání, je bilance výkonů dána základní rovnicí: Pe = Pm + Pδ + Pv + Ps + Pt + Ppa (kW) Pe - Výkon motoru traktoru je zdrojem pohybu soupravy a pohonu pracovních adaptérů. Pm - Výkon ztracený v převodech - třením mezi ozubením převodových kol, pohybem převodových kol v oleji, prouděním oleje, vlivem tření v ložiskách. Pm = Pe .( 1 - ηm ) (kW) Pv - Výkon ztracený odporem valení je závislý na součiniteli odporu valení, který je ovlivněn například deformací boků a ramen pneumatiky, stlačováním podložky pod kolem, vytvářením klínu před kolem u měkkého povrchu terénu. Pv = G. cosα . v . f (kW) G = m.g (kN) Pδ - Výkon ztracený prokluzem - je dán rozdílem výkonů na kolech před prokluzem a po prokluzu. (kW) Pδ = Pe . δ . ηm Ps - Výkon ztracený překonáním svahu Ps = G. sinα . v (kW) Ppa – Výkon potřebný pro práci nesených pracovních zařízení Ppa = Rs . v (kW) Pt – Výkon na tažném zařízení traktoru Při znalosti prostředí, ve kterém se souprava pohybuje (úhel stoupání α, stav povrchu pro stanovení prokluzu a valivého odporu, kdy je určen součinitel valivého odporu f), předpokládané rychlosti jízdy soupravy v, při znalosti celkové tíhy přívěsu a traktoru, lze vypočítat, jakým výkonem na tažném zařízení disponuje. Pt = Pe - ∑ Pz (kW) Výkon, který vyžaduje přívěs pro tažení je dán vztahem: Pt = Gp . f . v . cosα (kW) Výkon, který je potřeba dodat motorem traktoru k překonání odporu valení při tažení přívěsu je dán vztahem: 119
Pt = (Gt + Gp) . v . f (kW) kde: Gt - tíha trakoru Gp - tíha přívěsu s nákladem v - rychlost jízdy f - součinitel odporu valení
(kN) (kN) (m.s-1)
Tahová síla traktoru s pohonem čtyř kol je: Ft = Gt(μ – f) (kN) Součinitel valivého odporu/součinitel adheze na polní cestě je 0,02/0,75, na vlhké louce = 0,08/0,65, na staveništi = 0,10/0,6. Potřebný výkon pro práci pracovních adaptérů používaných v komunální oblasti: Ppa = Rs . v (kW) kde: v - pracovní rychlost (m.s-1) Rs - odpor nářadí (kN) Rs = b . k kde: b - šířka záběru pracovního nástroje (m) k - měrný odpor pracovního nástroje podle charakteru zařízení (kN.m-1) (například pro sečení píce rotačním žacím strojem je k = 1,1 – 1,22 kN.m-1, pro rotační zametací kartáč s horizontální osou rotace je k = 0,8 – 0,92 kN.m-1) Například potřebný výkon pro práci žacího ústrojí Ppa závisí na šířce záběru stroje b (m) a na měrném odporu km (kN.m-1), který klade porost při sečení. Šířka záběru stroje se zpravidla v průběhu práce nemění, protože je dána konstrukcí stroje. Například cepový žací stroj (mulčovač) může mít šířku záběru 100 až 280 cm (záběr je délka rotoru, na němž jsou otočně připevněna kladiva). Variabilní bude měrný odpor sečení na komunálních plochách, kde se porost na každém metru dráhy může měnit i velmi výrazně. Výkon na vývodové hřídeli, který požaduje pracovní zařízení je dán vztahem: Pvhř = Mkvhř .2π . n
(kW)
18 Mobilní zdvihací plošiny Mobilní zdvihací plošina je pojízdné zařízení pro přesné a bezpečné vertikální a horizontální polohování pracovní (pracoviště - ohraničené plošiny, koše) nebo manipulační plochy (úložná plocha pro břemena) v přesně stanoveném pracovním prostředí (pracovní prostředí je tvořeno souborem variabilních materiálních i nemateriálních faktorů, za kterých je vykonávána práce na pracovišti). V praxi jsou mobilní zdvihací plošiny pojmenovány mnoha názvy. Například „vysokozdvižné montážní plošiny“, „pracovní zvedací plošiny“, „speciální pracovní plošiny“ nebo pouze „pracovní plošiny“. Vzhledem k definici mobilních zdvihacích plošin je vystihuje nejlépe název v nadpisu. Jsou tvořeny podvozkovou částí, na které se pohybují při pracovní činnosti nebo jsou přemísťovány mezi pracovišti (mobilní). Podle toho, zda je nebo není podvozková část
120
vybavena vlastním energetickým zařízením jsou plošiny rozděleny do skupin samojízdných a přípojných. Podvozky jsou nejčastěji kolové, mohou být i pásové. Součástí samojízdné zdvihací plošiny je energetické zařízení (elektromotor, spalovací motor) pro pohon plošiny, včetně jeho příslušenství (akumulátory, resp. management spalovacího motoru). Energetické zařízení dodává energii pro zajištění činnosti pracovních částí, které nesou plošinu. Některé plošiny jsou umístěny na podvozcích automobilů (automobilové plošiny) jako nástavby nebo jako doplněk teleskopických manipulátorů namísto pracovního nářadí. Pracovní (zvedací) část mobilních zvedacích plošin je rozmanitého provedení. Může to být teleskopický výložník, kloubový výložník (nebo jejich kombinace), nůžkové zařízení nebo hydraulický sloup. Na pracovní části je připevněna vlastní plošina (koš), na níž jsou ukládána břemena nebo kde se pohybuje pracovník (zároveň obsluha plošiny). Platí pro ně obdobné parametry jako u jeřábů. Výložník je konstrukční prvek zdvihací plošiny, který zajišťuje potřebné vyložení (stranový dosah) nebo výšku zdvihu pracovní nebo manipulační plošiny. Teleskopický výložník je výložník, u něhož se ze základního dílu při prodlužování teleskopicky vysouvá jeden nebo více dílů. Kloubový výložník je výložník složený z několika částí kloubově spojených s možností změny polohy výložníku nebo jeho částí. V praxi je pevný výložník nazýván „ramenem“. Nástavec výložníku je přídavné zařízení upevněné na konci výložníku, který prodlužuje délku výložníku a umožňuje větší stranový dosah pracovní plošiny („Jib rameno“). Uživatele budou zajímat především následující technické parametry: maximální pracovní výška zdvihu, maximální stranový dosah, maximální nosnost pracovní plošiny, rozměry pracovní plošiny, maximální šířka podvozku, celková hmotnost plošiny, způsob pohonu, možnost otáčení pracovní plošiny a v jakém rozsahu, doplňkově také stoupavost, rychlost pojezdu a přepravní údaje (výška, délka, šířka). Zdvihací plošiny disponují rozmanitou výškou zdvihu, nosností a stranovým vyložením. Výškou zdvihu se obecně rozumí svislá vzdálenost mezi rovinou, na níž stojí podvozek, resp. podpěry zdvihací plošiny a podlahou pracovní plošiny, nachází-li se v nejvyšší pracovní poloze. V praxi se používá termín „pracovní výška“. Rozsah zdvihu je svislá vzdálenost mezi nejvyšší a nejnižší pracovní polohou pracovní plošiny. Rychlost zdvihu je rychlost svislého přemísťování pracovní plošiny za stálých podmínek pohybu. Pracovní rychlost pojezdu zdvihací plošiny je rychlost změny polohy pracovní plošiny na podvozku za ustáleného pohybu na vodorovné dráze s břemenem odpovídající maximální nosnosti pracovní plošiny. Stranovým vyložením se rozumí vodorovná vzdálenost montážního bodu výložníku na pracovní plošině od osy otáčení výložníku, je-li zdvihací plošina ve vodorovné poloze. V praxi se používá termín „stranový dosah“. Nosnost zdvihací plošiny udává nejvyšší hmotnost břemena v kg, kterou se smí pracovní plošina zatížit. Jmenovitá nosnost zdvihacích plošin s proměnlivým vyložením na automobilním podvozku a u teleskopických nakladačů se udává v závislosti na délce stranového vyložení. Například teleskopický nakladač CAT TH 62 disponuje nosností 1330 kg na délce vyložení 4 m, na 3 metrech je to 1500 kg, na 2,3 metrech je to 2000 kg a na délce vyložení 1,5 m je nosnost 3000 kg. Zdvihací teleskopická plošina TA 22 na podvozku automobilu Mercedes disponuje maximální nosností 200 kg na délce stranového vyložení 8 metrů, na délce 10 metrů je to 80 kg. Výhodou mobilních zdvihacích plošin (vysokozdvižných) je rychlé nasazení při pracovní činnosti, zvýšení bezpečnosti práce ve srovnání se žebříky (absence vratkých žebříků), snížení fyzické námahy pracovníků ve srovnání se stabilním lešením (není nutné při práci nést nádoby s nátěry a zároveň stoupat po žebříku nebo se pohybovat po lešení), možnost pracovat v místech, kde žebříky nemají pevnou a bezpečnou oporu (prořezávky, čištění skleněných stěn), možnost pracovat na budovách bez nutnosti vstupovat do prostorů, kde by mohlo dojít k poškození stávajících objektů, užitných nebo okrasných ploch
121
(květinové záhony), možnost bezpečného dosažení vysokých pracovních výšek (až 25 metrů). Ušetří se čas, který by vyžadovala montáž a demontáž lešení. Některé údaje zahraničních výrobců udávají, že použití pracovních plošin oproti stavbě stabilního lešení pro shodný druh pracovní činnosti, činí 50 až 80% časových a nákladových úspor. 18.1 Rozdělení zdvihacích plošin podle konstrukce a) Samojízdné nůžkové plošiny (poháněné elektromotory nebo spalovacími motory) b) Samojízdné a přípojné pracovní plošiny s kloubovým výložníkem c) Samojízdné a přípojné pracovní plošiny s teleskopickým výložníkem d) Kombinované plošiny s kloubovými a teleskopickými výložníky e) Sloupové plošiny (vertikální) f) Automobilní plošiny s kloubovými a teleskopickými výložníky g) Zdvihací hydraulické plošiny 18.1.1 Samojízdné nůžkové plošiny Obvykle jsou samojízdné s akumulátorovým pohonem nebo přípojným kabelem na elektrickou síť. Vlastní pohyb nůžkového mechanismu je hydraulický. Nosnosti těchto plošin jsou 200 až 700 kg pro výšky zdvihu 6 – 22,5 m (například zdvihem 22,5 m disponuje plošina S 225 – 12E PB Lifttechnik, celková hmotnost 9500 kg, nosností 700 kg disponuje plošina Haulotte H 12 SX). Rozměry pracovní plošiny jsou obvykle 2,3 x 0,8 m (d x š). Jejich ovládání je buď z plošiny nebo ze země, s možností naložení a zvednout potřebná břemena a vrátit se po další nakládku. Některé modely jsou vybaveny spalovacím motorem a podvozkem pro pohyb v terénu. Rychlost pojezdu je v rozsahu 0,6 až 3,5 (6) km.h-1. Světlost podvozku se pohybuje v rozsahu 12 – 16 cm. Čas zvedání se pohybuje v rozmezí 38 – 55 s pro pracovní výšku 10 m. Samohybné nůžkové plošiny jsou vybaveny hydraulickými brzdami. Celková hmotnost se pohybuje v závislosti na modelu od 1400 kg do 2800 kg. Stranové vyložení se u nůžkových plošin neuvažuje. Jsou vhodné pro montážní a instalační práce v průmyslu, na fasádách, stropech a velkoplošných svislých stěnách. 18.1.2 Samojízdné a přípojné pracovní plošiny s kloubovým výložníkem Vyznačují se tím, že pracovní plošina nebo koš jsou připevněny na dvou nebo i několikadílném výložníku, jehož jednotlivá ramena jsou hydraulicky ovladatelná. Přípojné na jedno nebo dvounápravovém podvozku jsou obvykle napojené na elektrickou síť. Mají nosnost 200 až 350 kg, pracovní výška je 10 až 41 m (například pracovní výškou 41 metrů disponuje pracovní plošina Haulotte HA 41 PX se stranovým vyložením 19,8 metrů), maximální vyložení do 19,8 metrů. Samojízdné jsou opatřeny elektromotory napájenými z akumulátorů. Mají nosnost 300 – 700 kg, zdvih 6 až 9 metrů, rozměry plošiny (d x š): 2,4 – 4,2 x 0,7 – 1,7 m. Tabulka 1 – Technické údaje vybraných pracovních plošin s kloubovým výložníkem Model Pracovní výška Stranový dosah Maximální Celková (m) (m) nosnost hmotnost (kg) (kg) DINO 105 10,5 5,07 225 2690 DINO 112 11,2 5,48 225 2900 Haulotte HA 12 12,0 6,70 230 5800
122
IP Haulotte HA 15 IP Haulotte HA 20 IP
15,0
8,50
230
7100
20,6
14,0
230
12260
18.1.3 Samojízdné a přípojné pracovní plošiny s teleskopickým výložníkem Pracovním orgánem je dvou až pětidílný teleskopický výložník, na jehož konci je namontována ovladatelná pracovní plošina s veškerým vybavením pro ovládání. Dosahuje výšek až 43 m při vyložení 20 m, nosnost se pohybuje v rozsahu 170 až 360 kg. Obvyklé jsou maximální pracovní výšky v rozmezí 14 až 20 metrů se stranovým dosahem 10 až 16 metrů. Tabulka 2 – Technické údaje vybraných pracovních plošin s teleskopickým výložníkem Model Pracovní výška Stranový dosah Maximální Celková (m) (m) nosnost hmotnost (kg) (kg) Haulotte H 14 14 10 230 6000 TX Geine S-45 15,7 11,2 227 6709 Haulotte H 21 20,8 17,0 360 13100 TX Genie S-65 21,8 17,2 227 12882 Haulotte H 25 25,0 16,0 250 13720 TPX Haulotte H 43 43,0 20,0 350 20500 TPX Do této skupiny lze zařadit nakladače s teleskopickým výložníkem („teleskopické manipulátory“). Teleskopický nakladač je samojízdný stroj na kolovém podvozku s vpředu namontovaným teleskopickým výložníkem, na který lze připevnit místo nakládacího zařízení pracovní plošinu. Například u nakladače s hmotností kolem 5 000 kg je nosnost 2 200 kg při maximální pracovní výšce 5,2 m a při délce stranového vyložení 2,8 m; u středního nakladače o hmotnosti 8 000 kg je nosnost 3 200 kg při maximální pracovní výšce 11 m a při délce stranového vyložení 7,4 m; u velkého nakladače o hmotnosti 12 000 kg je nosnost 5 000 kg při maximální pracovní výšce 13,2 m a při délce stranového vyložení 8,8 m. Tabulka 3 – Technické údaje vybraných nakladačů s teleskopickým výložníkem Maximální Provozní Model Pracovní výška Stranový dosah (m) (m) nosnost hmotnost (kg) (kg) CAT TH 255 5,6 3,25 2500 4900 CAT TH 330 B 7,2 3,82 3600 7200 CAT TH 340 B 9,5 6,50 2000 7870 CAT TH 360 B 13,5 9,2 3500 9970 CAT TH 460 B 13,5 9,2 4000 10500 CAT TH 414 13,7 9,25 3700 9360 CAT TH 417 17,0 12,7 4000 12000
123
18.1.4 Kombinované plošiny s kloubovými a teleskopickými výložníky Spojují výhody ramenových systémů s teleskopickými. Poslední rameno umožňuje vodorovné vysunutí prostřednictvím teleskopického výložníku s pracovní části plošiny a přemostění vysoko položených překážek ve velkých výškách. Nosnosti se pohybují v rozsahu 150 – 350 kg. Koncový díl teleskopického výložníku zajišťuje vodorovný posun pracovní plošiny. Například pro práce pod mosty nebo obdobnými převisy a klenbami. Ovládání je z plošiny. Tabulka 4 – Technické údaje vybraných kloubových zdvihacích plošin s teleskopickým výložníkem Model Pracovní výška Stranový dosah Maximální Celková (m) (m) nosnost hmotnost (kg) (kg) DINO 112 PB 11,2 5,1 225 2540 Lifttechnik Haulotte HA 12 12,0 6,7 230 5800 IP Genie Z-34/22 12,5 6,8 227 5216 N TOPDINO 126 12,6 7,2 225 4610 PB Lifttechnik Haulotte HA 16 16,0 9,0 230 6850 SPX Haulotte HA 18 17,3 10,6 230 8120 PX Genie S-65 21,8 17,2 227 12882 Haulotte 32 PX 32,0 21,3 250 20900 18.1.5 Sloupové plošiny (vertikální) Předností sloupových plošin je jejich operativnost a jednoduchá manipulace. Jsou předurčeny pro práce v halách a vnitřních prostorech. Sloupové plošiny jsou teleskopického provedení s dvou až čtyřdílným svislým ramenem (sloupem) upevněným k podvozku. Plošiny mají mnohostranné použití při montážích, údržbách a revizních ve výškách od 8 do 14 metrů. Nosnost se pohybuje v rozsahu 160 až 250 kg. Stranové vyložení se u sloupových plošin zpravidla neuvažuje, ale některé modely disponují krátkým stranovým vyložením až 3 metry (Haulotte STAR). Tabulka 5 – Technické údaje vybraných sloupových zdvihacích plošin Maximální Celková Pracovní výška Průjezdná (m) šířka nosnost hmotnost (m) (kg) (kg) STAR 6 6 0,78 160 650 PB 65 6,5 0,76 250 995 Star 8 8,73 0,99 200 2480 Star 10 10,2 0,99 200 2540
Model
18.1.6 Automobilní plošiny s kloubovými a teleskopickými výložníky
124
Jsou montovány na rozmanité automobilní podvozky (kategorie N1 až N3). Mají dvou až čtyřdílná kloubová ramena, hydraulicky ovládaná. Nosnost se pohybuje v rozsahu 200 – 500 kg do výšek 10 – 35 m a boční vyložení 6 – 20 metrů od osy točnice. Mezi pracovišti se mohou pohybovat v běžném silničním provozu. Tabulka 6 – Technické údaje zdvižných plošin MP na automobilovém podvozku (Slovácké strojírny) Model MP 12 MP 16 MP 18 MP 22 MP 28 MP 34 Druh podvozku VW Mercedes AVIA LIAZ LIAZ LIAZ Počet ramen 3 2 2 2 3 3 Nosnost plošiny (kg) 220 200 200 400 400 400 Maximální pracovní 12 16 18 22 28 34 výška (m) Vyložení plošiny (m) 5,8 10,2 10,5 13,0 19,5 13,5 Rozměry plošiny (š x 0,7 x 1,2 0,7 x 1,2 0,9 x 2,0 0,9 x 2,0 0,9 x 2,0 0,9 x 2,0 d) (m) Průjezdná šířka (m) 2,17 2,0 1,9 3,6 3,6 3,6 18.1.7 Zdvihací hydraulické plošiny Zdvihací hydraulické plošiny jsou určeny pro vertikální dopravu materiálu i osob. Lze je použít jako vyrovnávací rampy při vykládce a nakládce materiálu pro vyrovnání výškového rozdílu ložných ploch vozidel. Lze je umístit do technologického procesu buď samostatně nebo integrovat do celku a vybavit zařízením pro vážení břemen a pro sledování polohy břemene. Široké uplatnění najdou zejména v průmyslových budovách a halách, skladových prostorech, logistických centrech a všude tam, kde je potřeba vertikálně dopravovat i velké a nadrozměrné náklady. 19 Lanové dráhy Lanová dráha je strojní zařízení pro dopravu břemen po specifických dopravních trasách. Doprava břemen je realizována pohybem tažného lana, na němž je buď přímo připevněno nebo je prostřednictvím lanovkového vozidla uloženo břemeno. Režim pohybu vozidel je závislý na druhu lanovky. Prvopočátky lanovek, kdy bylo pomocí lana dopravováno břemeno, lze spatřovat ve vrátku (svislá lanová dráha). Jeho základní součástí je buben navijáku poháněný přes převody ručně nebo motorem, doplněný o nějaký druh mechanické, hydraulické či elektrické (popřípadě kombinované) brzdy, která zamezuje zpětnému pohybu břemene. Používá se často v kombinaci s kladkou či kladkostrojem. Vrátek obvykle pracuje s provazem, lanem nebo řetězem. 19.1 Lanovková vozidla Lanovkové vozidlo (unášecí prvek) je konstruováno v v závislosti na charakteru přepravovaných břemen, resp. ve prospěch udržení břemena. Pokud se jedná o sypké materiály, jsou to uzavřené nebo polouzavřené nádoby s možností vysypání. Pokud se jedná o přepravu osob, jsou to kabiny nebo sedačky. V některých případech je břemeno dopravováno bez lanovkového vozidla. (v lesnictví – kmeny) 19.1.1 Realizace pohybu lanovkových vozidel
125
Lanovková vozidla se pohybují po šikmé nebo vodorovné dopravní trase, která je tvořena kolejnicemi nebo podpěrami, na nichž spočívají lana s rozmanitou funkcí. Břemena jsou nakládána nebo vykládána ve stanicích. Lanová dráha má vždy nejméně dvě stanice. Jedna stanice je nakládací a druhá vykládací, resp. při dopravě osob, jsou to stanice horní a dolní. 19.2 Stanice Stanice osobní lanové dráhy je tvořena nástupištěm, zařízením určeným k odbavování cestujících a k zajištění jejich bezpečnosti, jsou zde rozmanitá zařízení pro provozování dráhy. Stanice nákladních drah je tvořena zařízením pro nakládku nebo vykládku břemen (násypky, dopravníky, zdvihadla). 19.3 Dopravní trasa Dopravní trasa lanové dráhy je tvořena buď kolejnicemi, které jsou uloženy na povrchu země, nebo nosným lanem, které je zavěšeno na podpěrách. Nosné lano je buď ukotveno pevně na obou koncích trasy nebo je pohyblivé (oběžné) s napínáním na konci trasy, resp. na podpěrách trasy. V některých případech je na jedné straně lana připevněno břemeno a druhý konec lana je uváděn do pohybu pomocí navijáku. 19.4 Způsob dopravy břemen lanovou dráhou Břemeno nebo soustava břemen je na dopravní trase zavěšeno na nosném laně a pohybuje se nad úrovní povrchu země nebo je dopravováno s celým dotykem na povrchu země. Celá hmotnost břemena spočívá na povrchu země a jeho doprava je realizována pohybem tažného lana, kdy je břemeno taženo po povrchu dopravní trasy na vozíku nebo na jedné jeho části. 19.5 Pohyb tažného lana Lano je uváděno do pohybu prostřednictvím lanového navijáku. Hnacím agregátem navijáku je energetické zařízení, které otáčí bubnem navijáku. Energetickým zařízením může být spalovací motor, elektromotor nebo hydraulický motor. 19.6 Užití lanovek a) Slouží k dopravě osob nebo nákladů, je-li třeba překonat velký výškový rozdíl mezi stanicemi; b) Je-li mezi stanicemi konfigurace terénu neumožňující vybudovat klasickou dopravní trasu (strže, srázy, skalnatý povrch); c) Jsou-li na trase překážky, jejichž překonání vyžaduje vysoké investice (železnice, řeky) d) Při dočasné dopravě břemen (lesnictví), kdy se dopravuje omezený počet břemen v terénu bez možností pohybu klasických vozidel; e) Jako turistická atrakce f) Pro dopravu osob speleology nebo záchrannou službou 19.7 Výhody lanové dráhy
126
1. Dopravní trasa je v členitém terénu kratší než klasická. S tím souvisí menší časová náročnost dopravy, vyšší výkonnost ve složitém terénu; 2. Energeticky výhodnější než klasická doprava; 3. Levnější vybudování dopravní trasy; 4. Ekologičtější než klasická doprava; 5. Absence negativních externalit (prašnost, hluk, vibrace); 6. Nezávislost na povětrnostních podmínkách (sníh, náledí, námraza, mlha); 7. Snazší a levnější na údržbu 8. Jsou nezávislé na dopravních trasách (nevznikají komplikace s křížením dopravních tras, s udržováním tras, se zpevňováním málo únosných tras) 9. Jsou nezávislé na terénních podmínkách (jejich dopravní trasa může vést kdekoliv, přes vodoteče, strže, kolmé stupně, skalní útesy, balvany, málo únosné terény apod.) 19.8 Rozdělení lanových drah podle charakteru dopravní trasy 1) Visutá lanová dráha – vozidlo (kabina nebo sedačka) se nepohybuje po zemi nebo kolejnicích, ale je během jízdy zavěšeno na lanech. 2) Pozemní lanová dráha – obvykle dva velkokapacitní osobní vozy se pohybují po kolejnicích, každý v opačném směru. 19.8.1 Rozdělení lanových drah podle charakteru vozidel 1. Nákladní – na lanové dráze se pohybují vozidla (vozíky, plošiny), které jsou konstruovány ve prospěch udržení břemena; 2. Kabinová – na lanové dráze se pohybují v určitém režimu uzavřené skříně, které umožňují přepravovaným osobám sedět, vyhlížet do okolí a jsou chráněny před nepříznivými vlivy povětrnosti; 3. Sedačková - nosné lano je zároveň tažným, na něm jsou zavěšeny v řadě sedačky pro 1, 2, 3, 4, 6 nebo 8 osob. Vozidlem této dráhy je každý závěs se sedačkou. 4. Hybridní - na laně se pohybují kabinová i sedačková lanová vozidla 19.8.2 Podle druhů lan se visuté lanovky rozdělují na • •
Jednolanové – funkce nosného a tažného lana je sloučena do jediného dopravního lana Dvoulanové – vozidla jsou tažena na jednom nebo více tažných lanech a zároveň jsou nesena jedním nebo více nosnými lany.
19.8.3 Rozdělení podle oběhu lanovkových vozidel • •
•
Oběžné – vozidla rozmístěná v pravidelných roztečích, se na konci otáčejí do protisměru, bývá jich větší počet (typicky u sedačkových lanovek) Kyvadlové – vozidla se neotáčejí, ale vracejí se stejně orientovaná. Zpravidla jsou na dráze dvě vozidla, která se míjejí uprostřed délky dráhy, ale mohou být i lanovky jednovozidlové (obdobné jako u výtahu). Pulzační – vozidla se ve stanicích otáčejí, bývají ve dvou skupinách (po 5 kabinách pro 2 až 4 cestující) tak, že v nástupní a výstupní stanici se rychlost pohybu sníží, dveře se automaticky zavírají, když kabina vyjíždí z nástupiště.
127
19.8.4 Rozdělení podle způsobu připojení vozidel na lano se zejména oběžné lanovky rozdělují na • •
Neodpojitelné - vozidla jsou pevně uchycena na dopravní lano, ve stanicích se neodpojují. Odpojitelné - vozidla jsou odpojitelně uchycena na dopravní nebo tažné lano, ve stanicích se od lana odpojují a pohybují se nižší (staniční) rychlostí, čímž je zajištěno komfortnější a bezpečnější nastupování a vystupování cestujících.
19.8.5 Podle účelu lze lanovky rozlišit na • •
Osobní (zpravidla turistickou) Nákladní (průmyslovou, obslužnou)
Napínání nosného lana: a) Navijákem b) Závažím 19.9 Příslušenství lanové dráhy je tvořeno: a) Hnací agregát b) Vozidla a závěsné zařízení (pohyblivé, samosvorné vozíky) c) Podpěry (umělé, přírodní) d) Lana (kolejnice) d) Kotvy (pro podpěry, hnací agregáty nebo pro nosné lano) e) Příslušenství (kotevní úvazky) 19..9.1 Hnací agregát Hnacím agregátem je asynchronní motor, který je spojen s lanovým kotoučem prostřednictvím pružné spojky a převodovky. Výkon hnacího elektromotoru je závislý na velikosti obvodové síly na lanovém kotouči a na rychlosti pohybu lana. S tím souvisí celková hmotnost břemen, která jsou v daném okamžiku dopravována, hmotnost vozidel, hodnota převýšení, pokud je doprava realizována do svahu, odpory tažného lana, lana na lanovém kotouči a kladkách. Například lanovka s dopravní rychlostí 2,6 m.s-1 s převýšením 130 m vyžaduje výkon hnacího motoru 60 kW, při převýšení 170 m je to 140 kW a při převýšení 200 m je to 160 kW při shodné hmotnosti břemen. 19.9.2 Podpěry Skládají se ze základu, svislé nosné konstrukce a hlavy podpěry. Podle účelu se rozdělují na podpěry: a) Nosné b) Tlačné (lano se tlakem kladek z horní strany ohýbá směrem dolů ke spodním nosným kladkám) c) Napínací d) Podpěry s lanovým přechodem (přes kopec, resp. hřeben)
128
e) Kotevní 19.10 Výkonnost lanovek Výkonnost Qm,k při dopravované hmotnosti břemena m (kg) nebo počtu kusů ks (ks) při konstantní vzdálenosti vozidel na laně: 3600 . m . v Qm,k = ---------------l kde: m v l
(kg.h-1, ks.h-1)
hmotnost břemena ve vozidle (kg) rychlost pohybu vozidel (m.s-1) vzdálenost vozidel od sebe (m)
Výkonnost Qm při dopravě břemen v závislosti na době časového cyklu Tc vozidel 3600 . m Qm = ---------------Tc
(kg.h-1)
kde: m hmotnost břemena ve vozidle (kg) Tc čas cyklu vozidla (s) Tc = t1 + t2 + t3 (s) kde: čas na nakládku (s) t1 t2 čas na jízdu (s) t3 čas na vykládku (s) L (s) t2 = ----v kde: v rychlost pohybu vozidla (m.s-1) L vzdálenost místa nakládky a vykládky (m) Použitá literatura: Adamec, V. a kol.: Doprava, zdraví a životní prostředí, GRADA, Praha 2008, 160 s.; Kic, P.: Dopravní a manipulační stroje I., Základy logistiky, Praha, Česká zemědělská univerzita, 2008, 44 s.; Prokeš, J.: Mechanizace ve stavebnictví, bezpečnostní předpisy, CERM, s.r.o., 1998, 115 s.; Vaněk, A.: Strojní zařízení pro stavební práce, Sobotáles, 1999, 301 s.; Velebil, M. a kol.: Doprava a manipulace s materiálem v zemědělství, SZN, Praha, 1978, 329 s.; Syrový, O. a kol.: Doprava a manipulace v zemědělství, Profi Press, 2008, 248 s.; Syrový, O. a kol.: Racionalizace manipulace s materiálem v zemědělství, SZN, Praha, 1983, 426 s.;
129
Firemní literatura: Katalogy firem MANUTAN, KWESTO; (manipulační prostředky a zařízení); Katalog firmy Phoenix Zeppelin, Praha, dostupný u firmy RENTAL, Okružní, České Budějovice; (strojní zařízení pro dopravu hornin); Katalog firmy ELVA PROFI, Rudolfovská 107, České Budějovice; (strojní zařízení pro dopravu a manipulaci s horninami); Katalogy firem Lothlehner, Haulotte, GEINE, DENKA LIFT; (vysokozdvižné pracovní plošiny); Katalogy firem WTC Písečná (přípojná vozidla), JOSKIN, Oehler Maschinen, ZDT Nové Veselí, Fliegl Agrartechnik, Polagro Trading ZT, Pottinger, SOME Jindřichův Hradec, TOKO Agri Týn nad Vltavou (dopravní zařízení); Katalogy firem IVECO, Mercedes Benz, VW, Peugeot, Volvo, ISUZU, MAN, LAND ROVER, Toyota, SUZUKI, Ford, ELTRANS Liberec (dopravní zařízení); Katalogy firem ABUS jeřábové systémy, ITECO zdvihací technika, PEWAG řetězy a vázací systémy, EVERLIFT jeřáby (zdvihací zařízení); Katalogy firem SIAGRA dopravníky, ZIEGLER kovovýroba, DENIS France, SIMATEK, DOMAN Praha, Kongskilde (dopravníky); Prokeš, J.: Mechanizace ve stavebnictví, bezpečnostní předpisy, CERM, s.r.o., 1998, 115 s.; Vaněk, A.: Strojní zařízení pro stavební práce, Sobotáles, 1999, 301 s.; Vaněk, A.: Strojní zařízení pro stavební práce, Sobotáles, 1994, 192 s. Katalog firmy AMG Karel Pícha, s.r.o., www.amgpicha.cz; Katalog firmy Duba – dopravní pásy, www.duba-dp.cz; Katalogy firem Volvo, Manitou, JCB, Matbro, New Holland, Komatsu (nakladače); Katalogy firem Vogelsang Rotary Pumps, AL-KO, MONEL, Grundfos, Variolux, Marina, Sigma, Uniqua Aqua (čerpadla). Časopisy: Časopis Komunální technika, vydavatel Profi Press Praha, ISSN 1802-2391 (2009-2013) Magazín Komunální revue, vydavatel Petr Baštan, Olomouc, ISBN 978-80-87091-20-3 (2010-2013)
130