Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav lesnické a dřevařské techniky

Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav lesnické a dřevařské techniky

Vliv snížení omezovací patky na zpětný vrh motorové řetězové pily Diplomová práce

Vedoucí práce:

Vypracoval:

Ing. Pavel Nevrkla

Bc. Miroslav Štěpán Brno 2011

Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou prácí na téma „Vliv snížení omezovací patky na zpětný vrh motorové řetězové pily“ zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s vyhláškou rektora MENDELU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne 21.6.2011

…..……………………. Miroslav Štěpán

Poděkování Chtěl bych poděkovat především svému vedoucímu, Ing. Pavlu Nevrklovi za rady a podněty vedoucí k sepsání této práce. Dále děkuji Ing. Janu Vokurkovi a Tomáši Veverkovi za pomoc při měření a Ing. Zdeňku Adamcovi za cenné rady při statistickém vyhodnocení výsledků.

Abstrakt Autor: Miroslav Štěpán Název: Vliv snížení omezovací patky na zpětný vrh motorové řetězové pily Klíčová slova: zpětný vrh, motorová řetězová pila, pilový řetěz, omezovací patka Cílem práce je analyzovat a porovnat sílu zpětného vrhu motorové řetězové pily v závislosti na míře snížení omezovací patky. Měření bylo provedeno na řetězech Rapid Micro (RM), Rapid Micro Comfort (RMC) a Rapid Super Comfort (RSC) od firmy Stihl s hodnotami snížení omezovacích patek 0,50 mm, 0,65 mm, 0,80 mm a 1 mm. Celkem bylo provedeno 360 měření, z toho polovina (180) na testovacích vzorcích dřeva smrku ztepilého a druhá polovina na vzorcích dřeva buku lesního. Statistické vyhodnocení výsledků bylo provedeno pomocí dvoufaktorové analýzy rozptylu (ANOVY) s opakováním faktorů a jako metoda mnohonásobného porovnání byl použit Tukeyho test. Výsledky ukázaly, že míra snížení omezovací patky má evidentní vliv na velikost síly zpětného vrhu.

Title: Effect of the depth gauge reduction on chainsaw kickback Keywords: kickback, chain saw, cutting chain, depth gauge The aim of this work was to analyze and compare the power of chainsaw kickback according to the reduction ratio of the depth gauge. Measurements were performed with Stihl chains Rapid Micro (RM), Rapid Micro Comfort (RMC) and the Rapid Super Comfort (RSC) with the depth gauge reduced on 0.50 mm, 0.65 mm, 0.80 mm and 1 mm. A total number of 360 measurements were performed. Spruce wood sample was used one half of the measurements and for the second half was used beech wood sample. Statistical evaluation of the results was performed using two-factor analysis of variance (ANOVA) with repetition factors and as a method of multiple comparisons was performed Tukey test. The results showed that the reduction rate of the depth gauge has evident influence on the power of kickback.

1 ÚVOD............................................................................................................................ 7 2 CÍL PRÁCE ................................................................................................................... 8 3 ROZBOR PROBLEMATIKY....................................................................................... 9 3.1 Historický vývoj motorových řetězových pil ............................................................. 9 3.2 Historie motorových řetězových pil Husqvarna ....................................................... 12 3.3 Postavení motorových řetězových pil v současných technologiích lesní těžby ....... 15 3.4 Konstrukce pilového řetezu ...................................................................................... 15 3.5 Charakteristika pilových řetězů Stihl Oilomatic....................................................... 21 3.6 Snížení omezovací patky .......................................................................................... 23 3.7 Zpětný vrh a snížení jeho rizika................................................................................ 24 3.7.1 Druhy zpětného vrhu ......................................................................................... 26 3.7.1.1 Rotační zpětný vrh ...................................................................................... 26 3.7.1.2 Zpětný vrh při skřípnutí .............................................................................. 26 3.7.1.3 Vtažení ........................................................................................................ 26 3.7.2 Snížení rizika zpětného vrhu.............................................................................. 26 3.7.2.1 Brzda řetězu ................................................................................................ 26 3.7.2.2 Sekundární brzdové systémy ...................................................................... 27 3.7.2.3 Bezpečnostní kryt špičky lišty .................................................................... 29 3.7.2.3 Řetězy s bezpečnostní úpravou................................................................... 30 4. METODIKA ............................................................................................................... 33 4.1 Technická příprava vlastního měření........................................................................ 33 4.1.1 Vzorky řetězů..................................................................................................... 33 4.1.2 Vzorky dřev ....................................................................................................... 34 4.1.3 Příprava měřícího zařízení ÚLDT ..................................................................... 34 4.1.4 Sestavení měřící skupiny ................................................................................... 36 4.2 Pomůcky ................................................................................................................... 37 4.2.1 Měřící rám.......................................................................................................... 37 4.2.2 Motorová řetězová pila ...................................................................................... 37 4.2.3 Silové čidlo ........................................................................................................ 38 4.2.4 Měřící software .................................................................................................. 38 4.2.5 Strojírenský číselníkový úchylkoměr ................................................................ 39 4.2.6 Digitální otáčkoměr ........................................................................................... 40 4.2.7 Měrky pro snižování omezovacích patek a pilník ............................................. 40 4.3 Vlastní průběh měření velikosti síly zpětného vrhu ................................................. 40 4.4 Rázová síla................................................................................................................ 43 4.5 Přepočet měření ........................................................................................................ 43 4.6 Statistické vyhodnocení výsledků měření................................................................. 44 5 VYSLEDKY A JEJICH ZHODNOCENÍ ................................................................... 45 5.1 Pilový řetěz RM ........................................................................................................ 45 5.2 Pilový řetěz RMC ..................................................................................................... 48 5.3 Pilový řetěz RSC....................................................................................................... 51 5.4 Porovnání testovacích vzorků smrku ztepilého a buku lesního ................................ 54 5.5 Testovací vzorky smrku ztepilého ............................................................................ 56 5.6 Testovací vzorky buku lesního ................................................................................. 57 6. DISKUZE ................................................................................................................... 58 7. ZÁVĚR ....................................................................................................................... 61 8. SUMMARY................................................................................................................ 62 9. SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ ............................................................................ 63 10. PŘÍLOHY .......................................................... 6Chyba! Záložka není definována.

1 ÚVOD V současné době se v naší společnosti stále více projevuje rozvoj techniky a technologií a to ve všech odvětvích. Výjimkou samozřejmě není ani lesní hospodářství. I přes velký rozvoj a popularitu harvestorových technologií zůstává motorová řetězová pila nejrozšířenějším pracovním nástrojem, který se používá v lesní těžbě. Podle statistik předstihuje lesní hospodářství v pracovní úrazovosti i taková průmyslová odvětví, jako je například hornictví, hutnictví a povrchové dobývání. Ve světovém měřítku je dřevorubec dokonce profesí, ve které dochází nejčastěji ke smrtelným úrazům. (Simanov 2009) Jedním z nejběžnějších příčin zranění při práci s motorovou pilou je tzv. zpětný vrh (kick – back). Podle Nerudy a Simanova (2006) se jedná o rychlý nekontrolovatelný pohyb pily směrem k pracovníkovi a nastává při náhodném styku běžícího řetězu v místě horní čtvrtiny špičky lišty se dřevem nebo jiným tvrdým materiálem (např. při odvětvování náhodný dotyk špičky lišty o jinou větev). Tématem a hlavním cílem této diplomové práce je analyzovat a porovnat vliv snížení omezovací patky na sílu zpětného vrhu motorové řetězové pily.

7

2 CÍL PRÁCE Hlavním cílem této diplomové práce je analyzovat a porovnat sílu zpětného vrhu v závislosti na míře snížení omezovací patky. Dále bylo určeno několik dílčích cílů, které bylo nutné splnit. V úvodní části zpracovat historický vývoj a rozbor současného stavu formou přehledu dané problematiky za použití dostupných literárních i jiných, především internetových zdrojů. Dále potom pro zadanou diplomovou práci zpracovat podrobnou metodiku a přehledně uspořádat výsledky měření síly zpětného vrhu v závislosti na míře snížení omezovací patky. V neposlední řadě formou diskuze shrnout a okomentovat výsledky, kterých bylo během diplomové práce dosaženo. Zadaná diplomová práce bude vypracována v souladu se Směrnicí děkana č. 2/2007.

8

3 ROZBOR PROBLEMATIKY 3.1 Historický vývoj motorových řetězových pil Počátek používání pil sahá do doby přibližně 5000 let před n. l. Jak potvrzují archeologické nálezy, k jejich výrobě byly použity malé zuby, které se připevňovaly na pazourky srpkovitých tvarů. Výraznější změnu v konstrukci pil znamenalo až použití bronzu. Ten začal být kolem roku 750 př. n. l. nahrazován tvrdším a levnějším železem. Díky tomu se pily staly dostupnější. Jejich rozšíření ale probíhalo postupně a na řadě míst nebyly dlouho známé (a to i přesto, že se například

široce používaly ve

starověkém Římě). Svou výraznou roli sehrála i skutečnost, že pily byly dražší než sekery. Například v polovině 18. století stála pila přibližně šestkrát tolik co sekera a dřevorubci si ji tak mohli dovolit jen stěží. Až do 19. století proto platilo, že se na kácení a odvětvování stromů používala hlavně sekera, pila sloužila pouze ke zkracování padlého kmene na potřebnou délku. Nepomohlo ani nařízení Marie Terezie, podle kterého se mělo dřevo těžit řezáním blízko kořenů. Osvícená panovnice tímto na prvním pohled zvláštním výnosem sledovala omezení plýtvání dřeva. Při kácení stromu sekerou se totiž nevytěžilo všechno dřevo, zůstával vysoký a nevzhledný pařez. Použití pil naopak znamenalo maximální využití vzrostlého kmene a současně i lepší hnojení lesní půdy. Piliny vzniklé řezáním se totiž rozkládají lépe než odštěpky od sekery. O prosazení pil se tak nakonec zasadili zejména majitelé lesů, kteří je začali dělníkům jako zaměstnavatelé poskytovat. Práce s pilou byla totiž rychlejší, což vedlo ke zvýšení těžby dřeva a tedy i vyšším ziskům (Husqvarna 2011). Dlouhá léta byly ke kácení stromů používány pouze ruční pily. Podle Nerudy a Černého (2006) se první relativně úspěšné pokusy nahradit ruční pily při práci v lese uskutečnily již koncem 19. století. V USA byly vyvinuty první listové pily. V roce 1861 to byla pila Hamilton s manuálním pohonem a později, roku 1870 pila Rausome s pohonem parním. Dále byly ověřovány principy oddělování stromů od pařezu pohybujícím se drátem, přepalováním odporovým drátem napájeným motoricky poháněným dynamem, či energií tlakového vzduchu. Dalším zmiňovaným typem byla například listová pila Wade z roku 1920 s motorickým pohonem. První motorová pila typu Sector s pilovým řetězem obíhajícím po trojúhelníkové dráze a poháněna spalovacím motorem, byla v Německu experimentálně zkoušena pro použití v lesním hospodářství (zejména krácení kmenů) již v roce 1917 a po technických zlepšeních byla od roku 1924 nasazována do provozní praxe. V počátcích své existence byly motorové 9

pily poháněny převážně elektromotorem (např. dvoumužná řetězová pila Stihl z roku 1926). Již v tomto roce však byla firmou Stihl testována pila poháněná spalovacím motorem. V roce 1929 byla zahájena výroba prvních řetězových dvoumužných pil Stihl s benzínovým motorem. Jednalo se o pily převodové, použitelné pro kácení a přeřezávání stromů, neboť po přestavení polohy lišty vůči nosné části bylo možno provádět vodorovné, svislé i šikmé řezy. Podle Schlaghamerskeho (1990) se jednomužná motorová pila typu Woodboss,, koncepčně podobná dnešním modelům motorových pil, objevila v roce 1940 v Kanadě.

Obr 1: Předchůdci motorových pil, a – ručně poháněná pila Hamilton, b – parní pila Rausome, c – motoricky poháněná pila Wade

Prudký rozvoj jednomužných provozně použitelných řetězových pil však nastal až po ukončení druhé světové války, a to u několika firem. První sériově vyráběné jednomužné pily v Evropě byly vyráběny od roku 1950 firmou Stihl. Impulsem k tomu byly zejména nové výrobní technologie odlévání lehkých slitin, které umožnily výrobu lehkého výkonného rychloběžného motoru a tím i bezpřevodový přenos točivého momentu na hnací řetězku a dosažení zvýšení řezné rychlosti. Významné a z hlediska rozvoje možností a způsobu použití motorových pil doslova přelomové byly taktéž vynálezy hoblovacího řetězu a membránového karburátoru, rozvoj jejich využití

10

v motorových pilách koncem 50. let, jakož i elektronického zapalování v polovině 60. let 20. století. Dvoumužné řetězové pily značek Erco a Rinco byly vyráběny i na našem území, a to již ve 40. letech. V 50. letech to byly například na svou dobu velice kvalitní dvoumužné pily MP 50, MŘP, DMP 80 a v roce 1954 převodová jednomužná pila JMP 54 se sekacím řetězem, která se ovšem v praxi příliš neosvědčila. Koncem 50. let proběhl vývoj bezpřevodové jednomužné motorové pily JMP 40 s bezplovákovým karburátorem a hoblovacím řetězem. V letech 1981 – 1985 proběhl v ČZ Strakonice vývoj na svou dobu velice moderní motorové pily a pilových řetězů s velmi dobrými výsledky, sériová výroba pil se však neuskutečnila. Potřeba motorových pil pro naše podniky byla do konce 50. let z větší části a od 60. let až dosud zcela řešena dovozem motorových pil ze zahraničí. Jsou dováženy pily známých výrobců, jako je Stihl, Husqvarna, Homelite, Jonsered, Dolmar, Solo aj. Z nejvýznamnějších historických pil, které se u nás uplatnily, je možno jmenovat např. typy Homelite 17A z roku 1957, Stihl BLK z roku 1959, legendární Stihl Contra z roku 1964, které byly používány pro technologii předkracování stromů. Po roce 1968 to byly např. typy Homelite XL 900, Stihl 040, Stihl 041 AV, Husqvarna 160S, Husqvarna 180S a další, které již umožňovaly provádět těžbu dříví dnes obvyklými postupy (Neruda, Černý 2006).

Obr. 2: Starší typy motorových řetězových pil, a – dvoumužná elektrická řetězová pila Rinco, b – dvoumužná řetězová pila se spalovacím motorem MP – 50, c – jednomužná motorová řetězová pila JMP 40, d – jednomužná řetězová pila Stihl Contra

11

3.2 Historie motorových řetězových pil Husqvarna Značka Husqvarna je v současné době používaná několika společnostmi. Všechny z nich jsou svázány s firmou Husqvarna Vapenfabrik. Ta byla založena v roce 1689 za účelem výroby zbraní pro švédskou armádu. Datum založení dělá ze společnosti jednu z nejstarších průmyslových firem na světě. Dědictví zbrojovky si společnost nese dodnes v podobě stále přetrvávajícího loga, které zobrazuje hlaveň muškety z předního pohledu. Na konci 19. století začala společnost Husqvarna vyrábět jízdní kola, později následovaly motocykly a v roce 1920 byla založena vlastní továrna na benzínové motory. V poválečné době byly ve stádiu vývoje automobily, které však do výroby nebyly zařazeny. V současné době společnost vyrábí také šicí stroje pod značkou Husqvarna, Viking a Pfaff. Společnost Husqvarna AB je výrobcem travních sekaček, traktorů, dalších produktů pro údržbu trávníku, a také motorových pil. Výrobky jsou distribuovány pod značkami Husqvarna, Jonsered a Partner. V roce 1978 se společnost stala součástí švédského konglomerátu Elektrolux, ale od roku 2005 je Husqvarna AB již nezávislá (Azcentrum 2011). V roce 1959 představila společnost Husqvarna svůj první model jednomužné motorové pily MS 90 A, který byl sice natolik výkonný, aby umožňoval kácení stromů, ale příliš robustní, aby mohl být používán pro odvětvování. K odvětvování byly i nadále používány sekery.

Obr 3: Motorová řetězová pila Husqvarna MS 90

12

V roce 1962 byla zahájena výroba modelu MS 70, první pily použitelné jak pro kácení, tak i pro odvětvování stromů v typové řadě 70, E70 a F70.

Obr 4: Motorová řetězová pila Husqvarna MS 70

V souvislosti s rozvojem motomanuálních těžebních technologií se začaly u pracovníků s jednomužnými motorovými pilami objevovat zdravotní problémy a nemoci z povolání související s vibracemi motorové řetězové pily. Kromě toho vibrace způsobované motorem a řetězem jednomužné motorové pily velice znesnadňovaly každodenní práci. V roce 1969 společnost Husqvarna vyvinula antivibrační systém a jako první výrobce jej použila u modelu 180. Od té doby jsou tímto systémem vybaveny všechny motorové řetězové pily.

13

Obr 5: Motorová řetězová pila Husqvarna 180

V roce 1973 byl v bezpečnosti použití motorové řetězové pily učiněn dosud snad největší krok vpřed, když společnost Husqvarna uvedla na trh svůj model 140, který byl vybaven automatickou brzdou řetězu. Konstrukce brzdy řetězu zůstala do dnešních časů nezměněna a stále pracuje na principu pásové brzdy, přiléhající na plášť bubínku spojky. Tento bezesporu nejdůležitější bezpečnostní prvek motorové řetězové pily významně snižuje nebezpečnostní riziko pracovníků při vzniku zpětného vrhu (Cartwright 2011).

Obr 6: Motorová řetězová pila Husqvarna 140

14

3.3 Postavení motorových řetězových pil v současných technologiích lesní těžby V současném lesním hospodářství lze lesní těžbu realizovat různými technologickými postupy, které jsou v závislosti na místních přírodně – výrobních, organizačních i ekonomických podmínkách koncipovány dle některé ze tří základních těžebních metod: sortimentní, kmenové a stromové. V zásadě všechny technologie v rámci uvedených těžebních metod mohou být realizovány dvojím způsobem: motomanuálně a těžebními stroji. Právě motomanuální technologie jsou založeny na použití motorových pil pro kácení či opracování stromů nebo dříví. Motomanuální těžební technologie jsou tradiční, svou dnešní podobu si uchovaly v zásadě od 60. let a v České republice stále naprosto převažují. V posledních letech sice nastává poměrně prudký rozvoj tzv. harvestorových technologií lesní těžby (což lze dokumentovat porovnáním jejich 7 % podílu na celkovém objemu těžby v roce 2002 a již cca 16 % podílu v roce 2005), ale motomanuální technologie a v jejich rámci motorová pila si nesporně i nadále uchovají v technologiích lesní těžby dominantní postavení pro všestrannost svého využití, nízké pořizovací náklady, operativnost nasazení i v různých nestandardních situacích apod. (Neruda, Černý 2006).

3.4 Konstrukce pilového řetězu Pilový řetěz je nekonečný a tvoří jej vodící, spojovací a pracovní články s různě tvarovanými břity. Články jsou vzájemně spojeny nýty. Pracovní články využívají principu hoblovacího zubu. Řezací články řetězu můžeme rozdělit na pravé a levé, které jsou v pravidelných rozestupech střídavě rozmístěny po celém obvodu řetězu.

15

Obr 7: Základní části pilového řetězu

Hoblovací řetěz vynalezl na základě svých pozorování kousacího ústrojí larvy dřevokazného hmyzu kanadský dřevorubec Joseph B. Cox v roce 1946, v roce 1947 byla zahájena jeho sériová výroba v nově založené firmě Oregon. Charakteristickou vlastností je, že hoblovací zub odebírá při řezu přesně stanovenou tloušťku hobliny, která je dána výškovým rozdílem mezi hřbetním břitem a omezovací patkou. Předností hoblovacího ozubení je zejména jeho vysoká řeznost a poměrně snadné ostření, které lze provádět přímo na pracovišti. Geometrický tvar hoblovacího článku (zubu) je poměrně složitý. Hoblovací článek je tvořen částí řezací a omezovací patkou. Svou spodní hranou klouže hoblovací článek po hraně vodící lišty. Omezovací patka se při řezu pohybuje před břitem, je proto nižší než hřbetní břit asi o 0,6 mm (podle typu řetězu). Při řezu se omezovací patka opírá o dno řezné spáry vytvořené předchozím zubem a řezací část hoblovacího článku odřezává bočním (čelním) a hřbetním břitem třísku, která přechází za zub a v prostoru mezi hoblovacími zuby je vynášena ze spáry ven. Omezovací patka tedy vymezuje tloušťku odebírané třísky.

16

Obr. 8: Princip odřezávání třísky hoblovacím článkem

Geometrii břitu hoblovacího článku stanovují především hodnoty několika úhlů, vymezujících jeho tvar (obr. 9). Rozeznáváme zejména tyto úhly: úhel hřbetu, úhel hřbetního břitu, úhel břitu čela, úhel ostření. Úhel hřbetu α je určen z výroby a má hodnotu cca 8°. Sklon hřbetu je nutný pro zaříznutí hřbetního břitu do dřeva. Obdobnou funkci plní podélný odklon řezací části α1 od osy řezu. Při ostření řetězu je třeba dodržovat úhel ostření ε, což je úhel mezi hranou hřbetního břitu a kolmicí spuštěnou k podélné ose řezu. Úhel ostření činí zpravidla 30° pro hranaté zuby a 35° pro oblé zuby – nutno však respektovat doporučení výrobce daného řetězu. Úhel čela γ je úhel sevřený bočním břitem a kolmicí k podélné ose řetězu (jeho velikost je 5 – 15°). Úhel hřbetního břitu β je sevřen stranami hřbetního břitu. Velikost obou úhlů je závislá na konkrétním typu řetězu. Součet úhlu hřbetu α a úhlu hřbetního břitu β dává úhel řezu hřbetního břitu δ. Při ostření řetězu pilníkem je třeba používat válcovitý (kulatý) pilník předepsaného průměru, nejlépe uložený ve vodítku a je nutno dodržovat stanovený úhel ostření. Nedodržení úhlu čela, hřbetního břitu a ostření zhoršuje řezné vlastnosti řetězu a řetěz i lišta se nadměrně opotřebovávají.

17

Obr. 9: Geometrie hoblovacího zubu

Jednotlivé řetězy jsou charakteristické zejména tvarem hoblovacích článků (zaoblené, polodlátovité, hranaté), roztečí a šířkou vodících článků.

Obr. 10: Základní tvary profilu hoblovacích článků

Pilové řetězy se zaoblenými hoblovacími články vyžadují větší příkon než řetězy s články hranatými, mají oproti nim poněkud menší řeznost (cca o 15 %), lépe však drží ostří, jsou odolnější proti poškození při styku např. s kamenem a snáze se napraví vzniklé poškození. Proto zejména při profesním použití, kdy např. při kácení je nutno 18

pracovat často se znečištěným dřevem a v blízkosti povrchu půdy zároveň je k dispozici dostatečně výkonný motor pily, jsou doporučeny řetězy se zaoblenými články. Při použití méně výkonných pil (např. při odvětvování, hobby použití apod.) jsou výhodné řetězy s hranatými články. Materiálem řezacích článků je ocel svými parametry odpovídající zpravidla oceli třídy 12, méně často až třídy 15. Povrch hřbetu a boční strany řezacích článků je u moderních řetězů pokryt vrstvou tvrdokovu (chromu) pro snížení jejich opotřebení. Řezný výkon pilového řetězu závisí na řadě faktorů: velikost a tvar hoblovacích článků, jejich stav (naostření, opotřebování, velikost snížení omezovací patky), disponibilní příkon motoru pily a rychlost oběhu řetězu, druh a stav dřeva (tvrdé, měkké, čerstvé, suché, zmrzlé), pracovní dovednosti obsluhy pily. Vodící články svými ozuby zapadají do hnací řetězky, která takto předává řetězu točivý moment motoru. Ozuby jsou též vedeny v drážce lišty a tvar jejich přední části umožňuje čištění drážky od pilin a dalších nečistot. Pro řetězy Stihl Oilomatic je typické opatření ozubů drážkami pro zlepšení roznosu mazacího oleje k nýtům (obr. 11). Spojovací články kloužou po své spodní hraně po hraně vodící lišty a přenášejí hnací sílu mezi ostatními články.

Obr. 11: Princip mazání řetězů Stihl Oilomatic

Olej pro mazání řezací části musí být v současné době na základě zákonných požadavků (například zákon č. 289/1995 Sb. O lesích v platném znění) pouze biologicky odbouratelný, tj. neškodný přírodnímu prostředí. Biologická odbouratelnost znamená, že se olej působením půdních mikroorganismů a jiných přírodních vlivů během cca 21 dnů minimálně z 90% rozloží na neškodné přírodě blízké látky (například na CO2 a vodu). Tyto oleje jsou zpravidla rostlinného původu (řepkový olej), případně 19

syntetické. Je nutno používat jen kvalitní odbouratelné oleje s viskozitou odpovídající třídě SAE 20 při teplotách prostředí pod 10°C a odolné proti nežádoucímu tuhnutí vlivem chemických změn (efekt adekvátního tuhnutí fermeže). Při použití nekvalitních bioolejů mohou vznikat usazeniny, zalepení kanálů, olejového čerpadla i řetězu, vedoucí až k zneprovoznění pily. Existuje řada kvalitních tuzemských i zahraničních biologicky odbouratelných mazacích olejů, například tuzemské Biomil, Biopil, Bipol, zahraniční Sollner, Quaker, Stihl BioPlus, Husqvarna VegOil a další. Z hlediska ochrany životního prostředí je zakázáno pro mazací řezací části motorové pily používat minerální oleje. Zcela nepřípustné je používat tzv. vyjeté neboli černé minerální oleje, které jsou nejen obecně škodlivé pro životní prostředí, ale navíc obsahují nebezpečné látky vytvořené v průběhu jejich použití například v motorech a při opakovaném styku s pokožkou mohou být příčinnou vzniku rakoviny kůže. Rozteč řetězu (obr. 12) je dána polovinou vzdálenosti mezi třemi sousedícími nýty. Rozteč je udávána v palcích (1´´ = 25,4 mm). Rozteči řetězu musí vždy odpovídat rozteč hnacího i vodícího řetězového kola pily. V našich podmínkách se nejčastěji používají řetězy s roztečí 0,325´´ (8,25 mm) a 3/8´´ (9,32 mm), rozteč 0,404´´ (10,26 mm) je používána na nejsilnějších přenosných pilách s dlouhými lištami nebo na stacionárních pilách na manipulačních linkách na dřevoskladech. Délka řetězu se udává počtem vodících článků, případně účinnou délkou použité vodící lišty (Neruda, Černý 2006).

Obr. 12: Rozteč pilového řetězu

20

3.5 Charakteristika pilových řetězů Stihl Oilomatic Firma Stihl, jako jediný výrobce motorových pil, vyrábí jak část motorovou, tak také část řeznou. Nejdůležitějším a nejsložitějším prvkem řezné části motorové pily je pilový řetěz. U soudobých motorových pil jsou řetězy osazeny tzv. hoblovacími zuby, které jsou v porovnání s ostatními nástroji používanými při opracování dřeva poměrně komplikované konstrukce. Přesto s nimi sdílejí základní princip tak zvaného řezného klínu. Řezání je v zásadě druh mechanického opracování dřeva, při kterém se z obráběného dřeva odděluje jeho část. Nejjednodušší případ řezání vzniká při použití nástroje s jednou řeznou hranou. Takový nástroj svým tvarem představuje klín, který v určitém směru odděluje dřevní vlákna. Podle směru řezání se rozlišuje řez podél dřevních vláken, například při výrobě řeziva, řez kolmo na směr dřevních vláken – nejčastější případ práce s motorovou pilou a řez tangenciální vedený po tečně k průřezu kmene. Tohoto řezu se používá například při výrobě loupaných dýh. Výkon a kvalita řezu jsou ovlivněny několika parametry řezného klínu. Prvním je velikost úhlu, který svírají obě funkční plochy ostří, tzv. úhel řezné hrany. Nástroj s menším úhlem řezné hrany tvořící ostří vniká snadněji do dřeva, ale zároveň se rychleji otupí. Zdálo by se, že úhel ostří by měl být při zpracování tvrdého dřeva co nejmenší, aby zajistil co nejsnazší proniknutí do tvrdého materiálu, avšak čas, který se ušetří rychlejším řezem, se ztratí častějším ostřením a navíc dojde k rychlejšímu úbytku materiálu ostří. Při řezání musí řezný nástroj také překonat řezný odpor, určený velikostí úhlu, který svírá horní strana nástroje s plochou opracovávaného materiálu. Čím větší je řezný odpor, tím větší je spotřeba energie. Hoblovací zuby pilových řetězů mají dvě řezné hrany. Hranu boční a hranu čelní. Jednotlivé zuby vždy tvoří pár s tzv. zubem omezovacím. Čelní ostří následujícího hoblovacího zubu se s ostřím předchozího zubu trochu překrývá, což umožňuje dokonalé oddělení hobliny. Hoblina se odřízne díky rozdílu ve výšce mezi horní hranou omezovacího zubu a čelním ostřím hoblovacího zubu. Podle druhu řetězu se optimální rozdíl pohybuje mezi 0,45 a 0,80 mm. Řezné zuby pilových řetězů Stihl jsou vyrobeny z legované chromniklové oceli. Použitý materiál zaručuje správný a ostrý záběr a snižuje nutnost častého ostření. Nýtové dříky článků řetězu jsou tvrzeny ve vysokofrekvenčním poli 10 000 W a jsou tak schopny dlouhodobě odolávat velkému namáhání. Životnost řezné soupravy je velmi ovlivněna účinností mazacího systému a kvalitou použitého oleje, který omezuje tření vodicích článků řetězu ve vodící liště a tím jejich opotřebení. Řetězy Stihl jsou vybaveny mazacím systémem Oilomatic, jehož 21

hlavním prvkem jsou jemné kanálky ve vodicích článcích řetězu, kterými je olej nabírán z drážky vodicí lišty a roznášen po celé její délce. Většina řetězů Oilomatic má ve vodicích článcích vytvořen zásobní prostor, ze kterého je olej uvolňován až na velmi namáhané spodní straně lišty.

Obr. 13: Firemní označení řetězů Stihl Oilomatic

Řetězy řady Rapid Micro (RM) jsou univerzálními řetězy pro zemědělství, lesní hospodářství i stavebnictví. Poskytují vysoký řezný výkon a vynikající vodicí vlastnosti při poměrně malé citlivost i na drobné chyby broušení. Řetězy jsou vyráběny také v provedení Comfort (RMC) a Comfort 3 (RMC3), které se vyznačují měkkým chováním při řezání a sníženým sklonem ke zpětnému rázu. Pro profesionální použití jsou určeny řady Rapid Super (RS). Provedení Klassik (RSK) je určeno pro řezání silných kmenů, provedení Comfort (RSC) a Comfort 3 (RSC3) má snížený sklon ke zpětnému rázu při zachování vysokého výkonu. Pilový řetěz Rapid Duro je určen pro práci se znečištěným nebo zmrzlým dřevem. Ostří jeho hoblovacího zubu tvoří silný plátek tvrdokovu a díky tomu dosahuje až desetkrát delší životnost při stejném řezném výkonu jako předchozí profesionální řetězy. Řetěz Rapid Duro R (RDR) je nejodolnějším pilovým řetězem v nabídce firmy Stihl. S jeho pomocí lze bez problémů řezat například dřevo s hřebíky, kompozitní materiál nebo pancéřované sklo. 22

Pilové řetězy Picco Micro Comfort 3 (PMC3) a Picco Micro Mini Comfort 3 (PMMC3). Jsou určeny pro nejlehčí motorové pily. U obou těchto řetězů výrobce uvádí, že při konstrukci byl kladen zvláštní důraz na optimalizaci geometrie řezného zubu s ohledem na bezpečnost. Geometrie řezných zubů těchto řetězů omezuje sklon ke zpětnému vrhu, a proto jsou tyto řetězy vhodné zejména pro příležitostné uživatele motorových pil. Carvingový řetěz Rapid Micro Spezial (RMS), je určen zejména pro vyřezávání nebo stromovou chirurgii. Díky zkrácené horní straně hoblovacího zubu dosahuje tento řetěz výrazně lepší rychlosti při zapichování. Pilový řetěz Picco Duro. Na motorové pile bude snadno rozpoznatelný díky zlatavému zbarvení hoblovacích zubů. Řezací zuby řetězu jsou vyrobeny z tvrdokovu, a tak zůstávají až čtyřikrát déle ostré v porovnání se standardním řetězem. Navíc má řetěz minimální sklon ke zpětnému rázu a vibracím. Řetěz byl speciálně navržen pro příležitostné uživatele motorové pily. Díky své robustní konstrukci zůstává ostrý i při řezání znečištěného dřeva nebo občasném zaříznutí do země, což se tomuto typu uživatelů stává. Tvrdokov je pro běžné pilníky příliš tvrdý, proto se tyto řetězy brousí diamantovými kotouči speciálních elektrických brusek (Stihl 2011).

3.6 Snížení omezovací patky Snížení omezovací patky je dáno výškovým rozdílem omezovací patky a hřbetního břitu řezacího zubu (obr. 14) Snížení omezovací patky tedy vymezuje tloušťku odebírané třísky. Hodnota snížení omezovací patky by se měla pohybovat v rozmezí cca 0,65 – 0,70 mm. Pokud je tato hodnota příliš nízká, pilový řetěz má nízkou řeznost. V důsledku toho pilový zub odebírá malou hoblinu, má špatné řezné vlastnosti a pila musí být do řezu tlačena. Naopak, pokud je hodnota snížení omezovací patky příliš vysoká, pilový zub odebírá velkou hoblinu a pila se v řezu zastavuje a zahlcuje se. Snižování omezovacích patek pod úroveň hřbetního břitu provádí asi po 3 až 5 broušeních řetězu. Výška omezovačů se kontroluje pomocí měrky, která je vyrobena z ocelového, velmi tvrdého plechu. Výška omezovačů se snižuje zbroušením částí omezovacích patek, které přečnívají nad úroveň měrky. Zbroušení se provádí pomocí plochého pilníku a to až k povrchu měrky. Měrka přitom musí ležet nejméně na dvou hoblovacích článcích tak, aby bylo dosaženo žádoucí přesnosti. Po tomto úkonu je

23

nutné zaoblit přední stranu omezovačů rovněž pomocí plochého pilníku. Výška všech omezovačů na pilovém řetězu musí být stejná. V opačném případě by docházelo ke zvyšování vibrací a nadměrnému opotřebení řetězu i lišty a zhoršoval by se řezný výkon. Běžná hodnota snížení omezovací patky činí 0,65 mm u většiny typů a velikostí pilových řetězů. Jestliže je předpoklad dlouhodobé práce s měkkým dřevem (topol, vrba apod.), lze hodnotu snížení omezovací patky v tomto případě zvýšit až o 0,2 mm. Naopak: Při předpokladu dlouhodobé práce s tvrdým dřevem nebo v mrazu, je vhodné ponechat vyšší omezovací patku až o 0,2 mm oproti standardu. Jestliže není snížení omezovací patky dostatečné, řeznost řetězu je výrazně snížena, přestože jsou břity hoblovacích článků dostatečně naostřené. Příliš velká hodnota snížení omezovací patky rovněž zhoršuje řezací schopnost řetězu, který klade zvýšené energetické nároky na motor pily, jenž je tím přetěžován, zvyšují se vibrace, řetěz se tzv. zakusuje, riziko zpětného vrhu se zvyšuje atd (Neruda, Černý 2006).

Obr. 14: Snížení omezovací patky

3.7 Zpětný vrh a snížení jeho rizika Podle Nerudy a Černého (2006) je zpětný vrh (kick – back) jedním z nejnebezpečnějších jevů, jaký může nastat při práci s motorovou řetězovou pilou. Jedná se o rychlý nekontrolovatelný pohyb pily směrem k pracovníkovi, který nastává při náhodném styku běžícího řetězu v místě horní čtvrtiny špičky lišty se dřevem nebo jiným tvrdým materiálem (obr. 15), například při odvětvování náhodný dotyk špičky lišty o jinou větev. Přitom vznikají velké reakční síly způsobené nárazy čelní a horní strany omezovací patky do přeřezávaného materiálu. Zpětný vrh může nastat i 24

úmyslným přiložením k dřevu v nevhodném úhlu (např. radiální pohyb pily s cílem vytvoření zápichu).

Obr. 15: Princip vzniku zpětného vrhu a jeho možný důsledek

Jak již bylo uvedeno v úvodu této práce, je zpětný vrh jedním z nejběžnějších příčin zranění při práci s motorovou pilou. Představuje tedy velice významné bezpečnostní riziko a jeho charakteristika, příčiny vzniku a pokyny jak jeho vzniku předcházet, bývají součástí uživatelských manuálů snad všech výrobců motorových řetězových pil. Uveďme si příklady některých z nich: Zpětný vrh je nebezpečný zpětný nebo dopředný pohyb vodící lišty motorové pily vznikající v okamžiku, kdy pilový řetěz v oblasti vrcholu vodící lišty narazí na jinou překážku než řezaný kmen, jako například jiný kmen, větev nebo když dojde k sevření vodící lišty v řezu (Oregon 2011). Zabraňte vzniku zpětného vrhu, který může vést k velmi vážným zraněním. Zpětný vrh působí směrem dozadu a nahoru nebo dochází k náhlému dopřednému pohybu vodicí lišty, jenž vzniká tehdy, pokud se řetěz pily v oblasti horní části špičky vodicí lišty dostane do styku s jakýmkoliv předmětem, jako například s polenem nebo větví, nebo pokud se dřevo sevře a přiskřípne pilový řetěz v řezu. Styk s cizím předmětem zarostlým ve dřevě může rovněž vést ke ztrátě kontroly nad pilou (Husqvarna 2011). Při zpětném rázu (kick - back) dochází k náhlému a nekontrolovatelnému vymrštění pily směrem k uživateli. Dochází k němu například, když se řetěz pily dostane v horní čtvrtině hrotu lišty náhodně do styku se dřevem nebo jiným tvrdým předmětem (náhodný dotyk o jinou větev při odvětvování) nebo když se řetěz krátce zaklesne hrotem lišty do řezu (Stihl 2011).

25

3.7.1 Druhy zpětného vrhu 3.7.1.1 Rotační zpětný vrh Může nastat tehdy, pokud se pohybující pilový řetěz dostane do styku s předmětem v místě horního špičky vodicí lišty. Takový kontakt může způsobit “zakousnutí” řetězu do daného předmětu, a tím dojde k jeho chvilkovému zastavení. Výsledkem je bleskurychlá silová reakce pily, která vrhne vodicí lištu směrem nahoru a nazpět směrem k operátorovi (Husqvarna 2011).

3.7.1.2 Zpětný vrh při skřípnutí Může nastat tehdy, pokud se dřevo sevře a skřípne pohybující se pilový řetěz v řezu podél horní strany vodicí lišty; v takovém okamžiku dojde k zastavení pohybu řetězu. Toto náhlé zastavení pohybu vede k otočení sil na řetězu, které způsobují řezání dřeva a nyní způsobí pohyb pily v opačném směru vzhledem k otáčení řetězu. Pila je vržena přímo dozadu směrem k operátorovi (Husqvarna 2011).

3.7.1.3 Vtažení Může nastat tehdy, pokud se pohybující pilový řetěz dostane do styku s cizím předmětem zarostlým do dřeva, který se dostane do řezu podél spodní strany vodicí lišty; tím dojde k náhlému zastavení pohybu pilového řetězu. Toto náhlé zastavení pohybu vede k zatažení pily směrem kupředu a od operátora a může snadno způsobit, že operátor ztratí kontrolu nad pilou, a tak může dojít ke zranění (Husqvarna 2011).

3.7.2 Snížení rizika zpětného vrhu 3.7.2.1 Brzda řetězu Jako nejdůležitější bezpečnostní prvek přenosné řetězové pily působící při vzniku zpětného vrhu je brzda řetězu. Ta v okamžiku vzniku zpětného vrhu zastaví řetěz a tím zabrání případným poraněním obsluhy pily. Brzda řetězu pracuje na principu pásové brzdy, přiléhající na plášť bubínku spojky. Je významným bezpečnostním prvkem pily, neboť umožňuje bleskové zastavení řetězu (za 0,1 s z plné rychlosti), zejména při vzniku zpětného vrhu pily. Brzda se uvádí v činnost tlakem levé ruky na ochranný kryt spojený s aretací brzdy nebo automaticky pracujícím aretačním mechanismem, který reaguje na prudké zrychlení pily, které nastává při zpětném vrhu nebo např. nárazu pily na překážku či při jejím dopadu na terén. (Neruda, Simanov 2006)

26

3.7.2.2 Sekundární brzdové systémy Jedná se o bezpečnostní brzdové systémy řetězu, které jsou ovládány ze zadní rukojeti jednomužné motorové pily a jsou propojeny s hlavní brzdou řetězu. Slouží tedy ke zvýšení bezpečnosti obsluhy přenosné řetězové pily při vzniku zpětného vrhu nebo při nebezpečných situacích, které mohou při práci s jednomužnou motorovou pilou nastat. Například v případě, kdy pracovník pustí zadní rukojeť motorové řetězové pily. Pro názornost uvádím příklady známých výrobců. Husqvarna TrioBrake Systém Husqvarna TrioBrake (obr. 16) je navržen tak, aby trvale snižoval riziko poranění při vzniku zpětného vrhu. Umožňuje aktivovat brzdu řetězu jednomužné motorové pily celkem třemi způsoby - odtud také název TrioBrake. Řetězová brzda jednomužných motorových pil, která pomáhá zastavit řetěz v případě nebezpečného zpětného vrhu, se obvykle spíná setrvačností páky brzdy nebo pomocí levé ruky. Patentovaný systém TrioBrake však umožňuje bezpečnostní páčkou umístěnou nad zadní rukojetí pily aktivovat brzdu i pravou rukou a tím zvyšuje bezpečnost při práci (je přitom nutné poznamenat, že uchopení motorových pil je shodné jak pro leváky, tak praváky). Systém TrioBrake rovněž zlepšuje ergonomické parametry pracovních postupů. Při nesprávném ovládání pily se totiž pravou rukou aktivuje brzda, což vedle snížení pravděpodobnosti vzniku rizikových situací vede také k nižší únavě obsluhujícího pracovníka a umožňuje vykonávat práci efektivnějším způsobem.

Obr. 16: Sekundární brzdový systém Husqvarna TrioBrake

27

Aktivace brzdy řetězu setrvačností Brzda řetězu se bleskově aktivuje při vzniku zpětného vrhu. K tomu je využívána setrvačnost páky brzdy řetězu, která vznikne vlivem prudkého pohybu lišty při vzniku zpětného vrhu. Pilový řetěz se okamžitě zastaví. Aktivace brzdy řetězu levou rukou V určité situaci může být brzda aktivována mechanicky pomocí levé ruky. Pila vymrštěná vzhůru nebo směrem dozadu při vzniku zpětného vrhu aktivuje brzdu řetězu pomocí nárazu levého zápěstí do bezpečnostní páky brzdy. Aktivace brzdy řetězu pravou rukou Za pomocí druhé bezpečnostní páky, umístěné nad zadní rukojetí může být brzda řetězu aktivována třetím způsobem, zápěstím pravé ruky. Bezpečnostní páka pravé ruky je ergonomicky navržena tak, aby byla zajištěna maximální bezpečnost při nesprávném držení pily levou rukou.

Obr. 17: Jednotlivé způsoby aktivace systému Husqvarna TrioBrake

Systém Husqvarna TrioBrake je v současné době součástí modelů motorových řetězových pil Husqvarna 445 e-series a 440 e-series (Husqvarna 2010). Stihl QUICKSTOP Super Sekundární brzdový systém Stihl QUICKSTOP Super (obr. 18) umožňuje, stejně jako systém Husqvarna TrioBrake, aktivaci bezpečnostní brzdy třemi způsoby. Vlivem setrvačnosti páky brzdy řetězu při vzniku zpětného vrhu, mechanicky pomocí levé ruky a mechanicky pravou rukou v případě, že obsluhující pracovník pustí zadní rukojeť. Výhodou tohoto systému je skutečnost, že funguje v jakékoliv pracovní poloze bez nutnosti přidání dalšího aktivačního zařízení (například páky). Poskytuje obsluhujícímu pracovníkovi ochranu například při startování nebo při přenášení řetězové pily. Zvyšuje bezpečnost při úkonech, které vyžadují časté zastavení řetězu pily, například

28

odstraňování větví. Řetězové pily Stihl používající systém QUICKSTOP Super jsou označeny písmenem „Q“ v názvu modelu (Stihl 2011).

Obr. 18: Sekundární brzdový systém Stihl QuickStop Super

3.7.2.3 Bezpečnostní kryt špičky lišty Jedná se o přídavný prvek, který se montuje přímo na špičku lišty (obr. 19). Zabraňuje kontaktu celé přední části lišty motorové řetězové pily s cizími předměty, a tím eliminuje nebezpečí vzniku zpětného vrhu. Bývá používán spíše ojediněle u pil s nižší kubaturou, hobby pil a u některých elektrických řetězových pil.

Obr.19: Bezpečnostní kryt špičky lišty motorové pily

29

3.7.2.3 Řetězy s bezpečnostní úpravou Všechny tři druhy článků pilového řetězu (řezací, vodící, spojovací) mohou mít tzv. bezpečnostní úpravu, která riziko vzniku zpětného vrhu snižuje. Úprava spočívá ve vytvoření pozvolného náběhu omezovací patky, čímž se zamezí nárazu omezovací patky do dřeva v případě styku řetězu se dřevem na špičce lišty, kdy se řetěz začíná obracet do protisměru. Náběh může být vytvořen buď vytvarováním přední části omezovací patky (tedy hoblovacího zubu), nebo horních hran spojovacího nebo hoblovacího článku (Neruda, Černý 2006). Zřejmě z důvodu ochrany vlastních výrobních postupů žádný z výrobců neuvádí podrobné informace o parametrech bezpečnostních prvků pilových řetězů, které mají za úkol svým tvarem předcházet vzniku zpětného vrhu a snižování vibrací. Každý výrobce nabízí ve svém prodejním sortimentu celou řadu pilových řetězů s bezpečnostními úpravami. Pro názornost uvádím vždy pouze jeden příklad od každého z výrobců. Husqvarna H36 3/8“ MINI/1,3mm Pilový řetěz s nízkými vibracemi a ochranou proti zpětnému vrhu s profilem řezacího zubu "Chamfer Chisel". Určen pro použití na pilách s menším objemem motoru (do 45 ccm) při vysoké výtěžnosti.

Obr 20: Pilový řetěz Husqvarna H36 3/8“ MINI/1,3mm s bezpečnostní úpravou

30

Stihl Rapid Super Comfort 3 Řetěz koncipován pro profesionální použití. Je opatřen vodícím článkem se speciálním tvarem horního okraje, který snižuje riziko vzniku zpětného vrhu a vibrace.

Obr. 21: Pilový řetěz Stihl Rapid Super Comfort 3 s bezpečnostní úpravou

Oregon Super 20 Podle údajů výrobce se jedná o historicky nejlépe prodávanou řadu profesionálních řetězů. Vodící články pro snížení rizika vzniku zpětného vrhu a vibrací. Je doporučen pro použití na pilách od 35 ccm do 60 ccm s délkou vodící lišty od 11” do 20” (28 cm až 60 cm).

Obr. 22: Pilový řetěz Oregon Super 20 s bezpečnostní úpravou

Historie bezpečnostních řetězů V osmdesátých

letech

nastal

všeobecný

tlak

ve

výrobě

zaváděním

bezpečnostních norem. společnosti Carlton Company, ale samozřejmě i další, například Oregon vázala nově zavedená norma ANSI B175.1. Jednalo se o bezpečnostní standarty, včetně bezpečnostního standartu pro benzínovou motorovou řetězovou pilu. Společnosti byly mimo jiné nuceny v rámci eliminace zpětného vrhu snížit profil řetězu (výšky zubů), ale i zmenšit tloušťku odebírané třísky. V roce 1980 vyvinula společnost Carlton Company tvarovou inovaci omezovací patky. Tento nový konstrukční prvek redukoval zpětný vrh a byl velice se dobře přijat v provozu (Nevrkla, 2006). Jinou úpravou pilových řetězů směřující ke snížení rizika zpětného vrhu jsou tzv. řetězy s plochým profilem (např. provedení Picco, Topic Super aj.). Existuje i řada dalších speciálních provedení pilových řetězů, např. řetězy Power – Sharp (firma

31

Oregon) umožňují ostření přímo v pile, poskytují velmi hladký řez a jsou určeny pro zájmové pily nebo pro dřevovýrobu. Řetězy s tvrdokovovými řeznými břity (Stihl Rapid Duro) prodlužují intervaly ostření až na 20-ti násobek, vyžadují však speciální ostřící zařízení. Řetězy s diamantovými břity umožňují prořezávání plechu např. karoserií aut při záchranných akcích aj. V běžné praxi se tyto řetězy nevyužívají (Neruda, Černý 2006).

32

4. METODIKA Metodika diplomové práce byla zpracována na základě jejího cíle. Cílem této diplomové práce je analyzovat a porovnat sílu zpětného vrhu v závislosti na míře snížení omezovací patky. Před vlastním měřením bylo nutné zajistit jeho technickou přípravu, která sestávala především z obstarání vzorků pilových řetězů pro vlastní měření, přípravy vzorků dřev a technické přípravy měřícího zařízení ÚLDT.

4.1 Technická příprava vlastního měření 4.1.1 Vzorky řetězů Před samotným měřením bylo nutné připravit vzorky pilových řetězů, na kterých bude prováděno měření velikosti zpětného vrhu v závislosti na velikosti snížení omezovací patky. Z důvodu objektivního a co nejpřesnějšího porovnání bylo žádoucí, aby všechny použité vzorky pilových řetězů měly stejné vlastnosti. Z tohoto důvodu byly všechny zkušební vzorky pilových řetězů nově zakoupeny. Měření velikosti zpětného vrhu v závislosti na velikosti snížení omezovací patky bylo prováděno na třech různých typech řetězů firmy Stihl, které byly za tímto účelem zakoupeny ve firemní prodejně v Hranicích na Moravě. Jednalo se o následující typy pilových řetězů: • .325“ Rapid Micro, pilový řetěz s polodlátovitým profilem zubů bez bezpečnostních úprav (dále jen RM). • .325“ Rapid Micro Comfort, pilový řetěz s polodlátovitým profilem zubů, nízkými vibracemi, měkkým chováním při řezání a nízkým sklonem k chvění, což je dosaženo sešikmením paty zubu (dále jen RMC). • .325“ Rapid Super Comfort, pilový řetěz s hranatým profilem zubů, nízkými vibracemi, měkkým chováním při řezání a nízkým sklonem k chvění, což je dosaženo sešikmením paty zubu (dále jen RSC). Dále bylo u všech vzorků provedeno měření velikosti snížení omezovací patky. Nutno podotknout, že údaje uváděné výrobcem se u všech vzorků od skutečné hodnoty lišily. Vlastní měření velikosti snížení omezovací patky bylo provedeno pomocí úchylkoměru na každém zubu u všech vzorků pilových řetězu (viz příloha 1). Výrobce 33

uvádí velikost snížení omezovací patky 0,65 mm, skutečná hodnota velikosti snížení omezovací patky se však u všech vzorků pilových řetězů pohybovala v rozmezí od 0,45 mm do 0,50 mm. Následně byla hodnota snížení omezovací patky u všech vzorků upravena na 0,50 mm pro první sérii měření.

4.1.2 Vzorky dřev Dalším úkolem bylo připravit vzorky dřev pro měření. S ohledem na co nejvěrnější přiblížení se skutečným podmínkám v motomanuální těžbě dříví byly zvoleny vzorky nejběžněji se vyskytujících jehličnatých a listnatých dřevin. Jako zástupce jehličnatých dřevin byl zvolen smrk ztepilý (Picea abies) a jako zástupce dřevin listnatých buk lesní (Fagus silvatica). Všechny použité vzorky byla krajinová prkna proschlá na vzduchu, tedy podle Simanova (2004) s relativní vlhkostí přibližně 10 – 20%. Rozměry vzorků byly 750x300x30 cm (délka x šířka x tloušťka). Celkem bylo použito šest vzorků, tedy tři vzorky smrku ztepilého a tři vzorky buku lesního, pro samotné měření a jeden zkušební vzorek smrku ztepilého pro nastavení železného příčníku do požadované vzdálenosti a zjištění správného úhlu, ze kterého bude možné vzorek „pouštět“ a docílit tím stále stejných podmínek pro vznik zpětného vrhu.

4.1.3 Příprava měřícího zařízení ÚLDT Dalším úkonem provedení zkompletování a příprava měřícího zařízení ÚLDT. Toto měřící zařízení bylo vyvinuto a zkonstruováno pracovníky Ústavu lesnické a dřevařské techniky Mendelovy univerzity v Brně. Vlastní měřící zařízení je tvořeno obdélníkovým rámem (viz příloha 2), který je zkonstruován z kovového profilu a je na něm umístěn pákový mechanismus. Pomocí tohoto mechanismu je přenášena síla zpětného vrhu pomocí silového řetězu na silové čidlo, které měří její velikost. Čidlo má rozsah 2000 N (newton) a je schopno měřit sílu v tahu i v tlaku. Do pákového mechanismu měřícího zařízení ÚLDT lze upnout motorovou řetězovou pilu Husqvarna 242 XP, pro kterou bylo toto měřící zařízení navrženo a zkonstruováno. Součástí pákového mechanismu je napodobenina přední rukojeti motorové řetězové pily vyrobená z pásoviny, pomocí které se pila k měřícímu zařízení upevňuje (viz příloha 3). Součástí rámu měřícího zařízení je posuvná část, která je tvořena příčníkem ze železného U – profilu, který se dá posouvat ve směru podélné osy ke špičce lišty motorové řetězové pily. V rámci zajištění bezpečnosti a přesnosti měření je příčník opatřen šrouby, které zajišťují pevné spojení s měřícím rámem. Vzorek dřeva, na 34

kterém je prováděno měření, se k příčníku upevňuje pomocí druhého U – profilu, který je opatřen sedmi zajišťujícími šrouby. Posuvný závěs umožňuje posouvat měřený vzorek ve směru kolmém na podélnou osu motorové řetězové pily. To umožňuje provést více měření bez nutnosti uvolnění zajišťovacích šroubů a posunutí vzorku dřeva, na kterém je prováděno měření. V rámci zajištění bezpečnosti při měření je žádoucí instalovat pod měřící rám ochrannou podložku pro případ náhodného překlopení motorové řetězové pily směrem dolů. Podložka musí být z materiálu, který při styku s řetězem motorové pily nezpůsobí změnu měřených vlastností. Měřící zařízení bylo instalováno v dílnách Ústavu lesnické a dřevařské techniky a jako ochranná podložka byla použita dřevěná prkna zakrývající montážní jámu v dílnách. Při dřívějších měření v rámci řešení výzkumných úkolů Ústavu lesnické a dřevařské techniky bylo přibližování vzorku dřeva k liště motorové řetězové pily upnuté v tomto měřícím zařízení zajišťováno ručně obsluhujícím pracovníkem. Tím docházelo k chybám měření, protože vzorek dřeva byl přibližován vždy rozdílnou rychlostí a silou. Pro zajištění konstantní rychlosti a síly přítlaku měřeného vzorku na špičku lišty motorové řetězové pily bylo zhotoveno jednoduché zařízení, které sestává ze závaží o hmotnosti 2 kg, lanka a opěrného válečkového stojanu. Do vzorku dřeva, upnutého v měřícím zařízení, se ve vzdálenosti 50 cm od spodního okraje pomocí hřebíku připevnilo lanko, které bylo přes válečkový stojan zatíženo závažím. Před započetím měření byl zjištěn úhel, který byl nutný pro to, aby se vzorek dřeva pomocí závaží plynule přibližoval ke špičce lišty motorové řetězové pily. Tento úhel byl zaznamenán a obsluhující pracovník při každém měření nastavil vzorek dřeva do stejného úhlu. Tím byla zajištěna konstantní rychlost a síla přítlaku vzorku dřeva. Nakonec byla provedena instalace silového čidla na rám měřícího zařízení ÚLDT, jeho zajištění šroubem a spojení se silovým řetězem (viz příloha 4). Pomocí datového kabelu bude čidlo propojeno s počítačem a pomocí programu DEWESoft 6.6.2 provedena jeho kalibrace (viz příloha 5). Vlastní příprava měřícího zařízení ÚLDT (viz příloha 6) tedy sestávala z usazení měřícího zařízení na ochrannou podložku, odejmutí přední rukojeti motorové řetězové pily Husqvarna 242 XP a připevnění pily k měřícímu zařízení, uchycení zkušebního vzorku dřeva do posuvné části rámu, instalace přítlačného zařízení a osazení měřícího zařízení silovým čidlem a jeho zkalibrování.

35

4.1.4 Sestavení měřící skupiny Pro samotný průběh měření velikosti síly zpětného vrhu motorové řetězové pily byla utvořena tříčlenná měřící skupina. Skupina byla tvořena jedním pracovníkem, který měl za úkol obsluhu přenosného počítače, druhým, který se zajišťoval obsluhu a chod motorové řetězové pily a třetím pracovníkem, jehož úkolem bylo nastavování vzorku dřeva používaného k měření do potřebného úhlu. Pracovník, který obsluhoval počítač vybavený softwarem DEWESoft 6.6.2, zapnul počítač a spustil měřící software. Po spuštění programu DEWESoft bylo nutné provést zkalibrování měřícího silového čidla. Tento úkon byl proveden automaticky pomocí měřícího softwaru, bylo však nutné určitou dobu vyčkat, aby byla kalibrace zdárně dokončena. Poté byla založena nová složka pro měření, která byla pro větší přehlednost nazvána zkratkou dřeviny, zkratkou typu pilového řetězu a číslem označujícím hodnotu snížení omezovací patky (například BK_RSC_0,80). Na obrazovce počítače bylo nastaveno zobrazení okamžité hodnoty velikosti síly, která působí na měřící čidlo a zobrazení její maximální hodnoty, které zůstávalo na obrazovce i po ukončení měření. Úkolem obsluhy počítače bylo vždy zaznamenat maximální hodnotu velikosti síly zpětného vrhu působící na motorovou řetězovou pilu a po zaznamenání této hodnoty vynulovat měřící software, aby bylo možné další měření. Pracovník, který zajišťoval obsluhu a chod motorové řetězové pily měl za úkol uvést pilu do chodu („nastartovat“), což bylo provedeno klasickým manuálním způsobem pomocí startovací šňůry. Poté byla za pomocí digitálního otáčkoměru a tenkého šroubováku nastavena hodnota otáček. Tento úkon byl proveden tak, že po zahřátí motoru řetězové pily bylo otáčeno šroubem, který reguluje hodnotu vysokých otáček, až bylo dosaženo požadované hodnoty. V našem případě byla zvolena hodnota 7600 ot./min. Čidlo otáčkoměru zůstávalo připevněno na konstrukci pily po celou dobu měření a hodnota otáček byla pravidelně kontrolována, aby byly zajištěny co nejoptimálnější podmínky měření. Dále bylo úkolem pracovníka obsluhujícího motorovou řetězovou pilu dbát na bezpečnost při měření, což spočívalo především v uvedení pily do klidu v případě překlopení motorové řetězové pily směrem dolů nebo uvolnění brzdy řetězu v případě jejího sepnutí. Po ukončení každé série měření obsluhující pracovník doplnil provozní kapaliny (benzín a olej pro mazání pilové lišty) na maximum, aby byly zachovány stále stejné hmotnostní podmínky motorové řetězové pily. 36

Pracovník, který zajišťoval nastavování vzorku dřeva používaného k měření do potřebného úhlu, měl zároveň za úkol dbát na bezpečnost při této nejvíce rizikové části měření. Vlastní postup při samotném průběhu měření byl takový, že pracovník nastavil vzorek dřeva do určitého úhlu, který byl předem zjištěn a označen a samočinný mechanismus zajistil jeho plynulé přiblížení ke špičce lišty motorové řetězové pily. Po změření a zaznamenání velikosti síly zpětného vrhu byl tímto pracovníkem vzorek dřeva opět oddálen, v posuvném závěsu posunut ve směru kolmém na podélnou osu pily a opět nastaven do požadovaného úhlu. Po ukončení série měření na určitém vzorku dřeva zajišťoval tento pracovník jeho výměnu a uchycení vzorku nového.

4.2 Pomůcky 4.2.1 Měřící rám Měřící rám je obdélníkového tvaru o rozměrech 188 x 80 cm a má za úkol zajišťovat bezpečnost a přesné zajištění měřeného vzorku dřeva. Je zkonstruován z kovového profilu, na kterém je umístěn pákový mechanismus, držák silového čidla a silový řetěz. Síla zpětného vrhu je přenášena přes pákový mechanismus pomocí silového řetězu na silové čidlo, které snímá a zaznamenává její velikost. Součástí rámu měřícího zařízení je posuvná část, která zajišťuje upnutí a posun měřeného vzorku dřeva.

4.2.2 Motorová řetězová pila Pro měření vlivu snížení omezovací patky na velikost zpětného vrhu byla použita motorová řetězová pila značky Husqvarna, konkrétně model 242 XP, kterou lze upnout do pákového mechanismu měřícího zařízení ÚLDT. Pila se do tohoto mechanismu upevňuje pomocí napodobeniny její přední rukojeti, která je vyrobena z pásoviny. Z důvodu zachování stále stejných hmotnostních podmínek motorové řetězové pily byl po každé sérii měření doléván benzín a olej pro mazání pilové lišty. Motorová řetězová pila Husqvarna 242 XP má jednoválcový zážehový motor chlazený vzduchem. Technické parametry motorové pily Husqvarna 242 XP: - obsah motoru: 42 cm3, zdvih: 30 mm, průměr pístu: 42 mm - výkon motoru: 2,1 kW (2,9 PS) při 9900 ot/min-1, volnoběžné otáčky: 2700 ot/min-1 37

- zapalování: SEM AM 7 - karburátor: WALBRO HDA 98 - rychlost řetězu: 19,1 m/s-1 při 9900 ot/min-1 - délka lišty: 28 – 46 cm - šířka drážky vodící lišty: 1,5 mm nebo 1,3 mm - rozteč řetězu: .325“ (0,8255 mm) - spojka pily: třecí odstředivá, záběr spojky od 3900 ot/min-1 - váha pily bez náplní a neosazená lištou a řetězem: 4,7 kg

4.2.3 Silové čidlo Bylo použito silové čidlo německého výrobce HBM, konkrétně model S9M, který má rozsah 2000 N (newton), s třídou přesnosti 0,02. Jmenovaný model je vyroben z nerezové oceli a má stupeň krytí IP68. Výrobce udává, že čidlo je schopno odolávat působení vody až 100 hodin v hloubce do jednoho metru. Teplotní rozsah použití je od 10 °C až po + 70 °C a nominální citlivost silového čidla je 2 mV/V (Hbm 2011).

4.2.4 Měřící software Pro zaznamenávání výsledků měření bylo použito přenosného počítače s vlastním akumulátorovým napájením, který obsahoval obslužný software DEWESoft 6.6.2. Tento software je produktem společnosti DEWETRON, která se zabývá vývojem a výrobou měřících systémů a jejich komponentů pro průmyslovou aplikaci. Technické parametry softwaru DEWESoft 6.6.2.: Obslužný program DEWESoft 6.6.2. byl vytvořen s jasným záměrem a to, že měřicí technik je od toho aby měřil a předával výsledky ve srozumitelné a přehledné podobě a neměl by se zabývat zdlouhavým programováním konkrétních aplikací. Program obsahuje následující části: konfiguraci celého systému, různé typy zobrazení naměřených dat, jejich ukládání, analýza a export. Konfigurace systému zahrnuje nastavení sériové komunikace použité pro řízení jednotlivých modulů, nastavení parametrů zabudované multifunkční karty – systém umožňuje použití karet firem National Instruments, Data Translation nebo Microstar – a samotnou konfiguraci reálných modulů. Při použití programovatelných modulů DAQP nebo PAD spočívá konfigurace ve spuštění funkce „Scan modules“ a systém zobrazí skutečné uspořádání. Program je schopen identifikovat až 255 kanálů. Nastavení samotných modulů zahrnuje 38

možnost volby vstupní citlivosti a frekvenčního rozsahu, zápisu názvu kanálu, měřené fyzikální veličiny, kalibrační přepočet a volbu zobrazení střední, efektivní, minimální a maximální hodnoty (platí pro stejnosměrné i střídavé části signálu). Konfigurační část zahrnuje i volbu vzorkovací rychlosti, závislé na použité kartě a aktivaci spouštění záznamu dat při výskytu nastavených příznaků. Zobrazení měřených dat lze použít ve formě digitálních ukazatelů, osciloskopické obrazovky a zapisovače v časové oblasti nebo v souřadnicích x-y. Digitální ukazatele lze v případě potřeby rozmístit na pozadí obrazu testovaného technologického celku podle skutečné polohy jednotlivých měřených míst. V případě osciloskopického zobrazení lze na monitoru umístit až čtyři obrazovky, každou se samostatně nastavitelnou časovou osou a s libovolnými kanály. Totéž platí pro obrazovky zapisovače s tím, že na ose x lze volit zobrazení relativního nebo absolutního času. Nezávislost nastavení jednotlivých obrazovek má výhodu v možnosti současného sledování rychlých a pomalých průběhů – typický příklad je monitorování kvality sinusového průběhu síťového napětí a současně kolísání jeho efektivní hodnoty. Zobrazení v souřadnicovém systému x-y umožňuje samozřejmě výběr libovolných kanálů na jednotlivé osy. V této části lze též ukládat měřená data na disk, a to hned několika způsoby. Nejjednodušší je ručně myší stisknutím tlačítek STORE a STOP, nebo podle zadaných podmínek z libovolného vybraného analogového kanálu a konečně externím digitálním signálem. Současně při záznamu dat lze ukládat též značky, jejichž seznam s přiloženým časem, kdy byly generovány, je k dispozici. Rozeznáváme tři typy značek – stisknutí klávesnice, psaný komentář a mluvený komentář

v

případě,

že

systém

je

vybaven

zvukovou

kartou.

Další skupina funkcí provádí analýzu zaznamenaných dat. K dispozici FFT analýza, výpočet a zobrazení orbitů a funkce frekvenční odezvy. V analyzačním módu lze data exportovat v odpovídajících formátech do dalších programů, např. FlexPro, Ideas-UNV nebo Ideas-ATI, Microsoft Excel případně do textového souboru ASCII (Dewetron 2011).

4.2.5 Strojírenský číselníkový úchylkoměr Strojírenský číselníkový úchylkoměr je měřidlo používané převážně ve strojírenství. Měřidlo má dvě části. V dolní části úchylkoměru se nachází posuvný dotek a v horní části kruhová stupnice. Stupnice jsou zde vlastně dvě. Menší stupnice ukazuje posuv doteku o celé milimetry a větší stupnice posuv o desetiny a setiny milimetru. Můžeme tedy s tímto měřidlem měřit s přesností na setiny milimetru (1 dílek = 0,01 39

mm) a odhadnout i pět tisícin milimetru. Pokud se číselníkový úchylkoměr používá ve strojírenské výrobě, lze si pomocnými ručičkami (červené barvy) nastavit rozsah, ve kterém je rozměr výrobku ještě v toleranci, tj. kdy je rozměr správný podle výkresu. Obvyklý je způsob měření úchylkoměrem, který je upnutý ve stojánku nebo na stativu s magnetickou nohou. Na stolek se položí měřený předmět a potom se úchylkoměrem zaměří na ty dvě části předmětu, u kterých potřebujeme znát výškový rozdíl (v našem případě hrot špičky hoblovacího zubu a omezovací patka) a na stupnicích vždy přečteme naměřenou hodnotu. Poté od sebe obě naměřené hodnoty odečteme a zjistíme jejich výškový rozdíl.

4.2.6 Digitální otáčkoměr Pro měření otáček motorové řetězové pily byl použit digitální otáčkoměr značky Stihl. Konkrétně se jednalo o model EDT 5. Přístroj byl vybaven snímacím čidlem, které se připevnilo na konstrukci motorové řetězové pily a snímalo její otáčky.

4.2.7 Měrky pro snižování omezovacích patek a pilník Pro snižování hodnot omezovacích patek byly použity snižovací měrky firmy Stihl vyrobené z tvrdého plechu o hodnotách 0,65 mm, 0,80 mm a 1 mm. Snižování a následné zaoblení předních stran omezovacích patek bylo provedeno ručně pomocí plochého pilníku.

4.3 Vlastní průběh měření velikosti síly zpětného vrhu Vlastní měření velikosti síly zpětného vrhu probíhalo v dílnách Ústavu lesnické a dřevařské techniky. Jako ochranná podložka pro případ překlopení lišty motorové řetězové pily směrem dolů, pod úroveň rámu měřícího zařízení, byla použita dřevěná prkna zakrývající montážní jámu v dílnách. Na motorovou řetězovou pilu Husqvarna 242 XP, pro kterou bylo měřící zařízení Ústavu lesnické a dřevařské techniky navrženo a zkonstruováno, byla nasazena lišta o délce 37 cm a osazena řetězem. Pro všechna měření velikosti síly zpětného vrhu byly použity řetězy o rozteči .325“ (0,8255 mm) s počtem 64 vodících článků a tloušťkou vodících článků 1,5 mm. Nebylo tedy nutné v průběhu měření lištu vyměňovat. Následně byla provedena kontrola a doplnění provozních kapalin motorové řetězové pily Husqvarna 242 XP. Pro pohon motoru byl použit benzín, konkrétně bezolovnatý Natural 95, který byl smísen s mazacím olejem, určeným pro mazání 40

dvoutaktních motorů v poměru 1:50. Pro mazání řetězu a lišty motorové řetězové pily byl použit biologicky odbouratelný olej značky Bipol, vyroben z rostlinných olejů. Po doplnění obou typů provozních kapalin na maximum byla sejmuta přední rukojeť motorové řetězové pily a provedeno její připevnění k měřícímu zařízení ÚLDT pomocí originálních šroubů. Poté byl do posuvné části rámu měřícího zařízení ÚLDT usazen zkušební vzorek dřeva a připevněn pomocí šroubů. Po uchycení zkušebního vzorku bylo nutné nastavit vzdálenost mezi koncovou částí pilové lišty a vzorkem, na kterém bylo prováděno měření. Aby bylo docíleno ideálních podmínek pro vznik zpětného vrhu bylo žádoucí, aby vzorek, na kterém bylo prováděno měření, svíral v okamžiku styku s vrcholovou částí pilové lišty úhel 90°. Toho bylo docíleno posunutím železného příčníku do požadované vzdálenosti směrem k liště motorové pily a následně byla provedena jeho fixace šrouby k rámu měřícího zařízení ÚLDT. Do zkušebního vzorku dřeva bylo ve vzdálenosti 50 cm od spodního okraje pomocí hřebíku připevněno lanko, které bylo přes válečkový stojan zatíženo závažím o hmotnosti 2 kg. Následně bylo nutné zjistit úhel, který byl nutný pro to, aby se vzorek dřeva pomocí závaží plynule přibližoval ke špičce lišty motorové řetězové pily. Zjištění tohoto úhlu bylo provedeno několika pokusy, velikost úhlu byla zaznamenána a obsluhující pracovník mohl tedy „pouštět“ vzorek, na kterém bylo prováděno měření vždy ze stejného úhlu. Dále bylo nutné provést instalaci silového čidla na rám měřícího zařízení ÚLDT. To bylo provedeno pomocí zajišťovacího šroubu a poté byl k čidlu připojen silový řetěz, který zajišťoval přenos síly zpětného vrhu motorové řetězové pily přímo na čidlo. Nakonec bylo čidlo spojeno pomocí datového kabelu s počítačem a zajištěn tak přenos jím naměřených dat. Po zapojení čidla byl uveden do provozu počítač a spuštěn program DEWESoft, následně byla provedena kalibrace měřícího silového čidla. Na obrazovce počítače bylo nastaveno zobrazení okamžité hodnoty velikosti síly, která působí na měřící čidlo a zobrazení její maximální hodnoty, které zůstávalo na obrazovce i po ukončení měření. Následně byla obsluhujícím pracovníkem pila uvedena do chodu a provedeno její „zahřátí“ na provozní teplotu. Poté bylo na její konstrukci připevněno čidlo otáčkoměru, které snímalo její otáčky a jejich hodnota byla zobrazována na digitálním displeji otáčkoměru. Za pomocí tenkého šroubováku byla nastavena hodnota otáček na 7600 ot./min. Čidlo otáčkoměru zůstávalo připevněno na konstrukci pily po celou dobu

41

měření a hodnota otáček byla pravidelně kontrolována, aby byly zajištěny co nejoptimálnější podmínky měření. Následně bylo provedeno několik testovacích měření míry zpětného vrhu. Protože se neobjevily žádné vážnější komplikace, byla pila uvedena do klidu a zkušební vzorek vyměněn za testovací vzorek smrku ztepilého. Do tohoto vzorku byl rovněž ve vzdálenosti 50 cm od spodního okraje zatlučen hřebík se zatíženým lankem pro zajištění stále stejných podmínek přítlaku testovacího vzorku k vrcholové části pilové lišty. Následně byla v programu DEWESoft založena nová složka s názvem SM_RM_05 (testovací vzorek smrku ztepilého na řetězu Rapid Micro s hodnotou snížení omezovací patky 0,50 mm) a tímto bylo měřící zařízení ÚLDT připraveno k měření. Pracovník, který měl na starosti obsluhu pily, ji opět uvedl do provozu a zkontroloval hodnotu otáček (7600 ot./min). Na jeho pokyn byl dalším pracovníkem uvolněn testovaný vzorek dřeva pod předem zjištěným úhlem. Samočinný, přítlačný mechanismus zajistil jeho plynulé přitlačení k vrcholové části pilové lišty (viz příloha 7), následkem čehož došlo ke vzniku zpětného vrhu motorové řetězové pily. Pila byla „vymrštěna“ směrem vzhůru a pákový mechanismus přenesl, pomocí silového řetězu, sílu zpětného vrhu na silové čidlo. Následně zůstala na monitoru počítače zobrazena maximální silová hodnota zpětného vrhu uváděna v newtonech a byla zaznamenána pracovníkem, který obsluhoval počítač. Po ukončení průběhu zpětného vrhu byl testovaný vzorek dřeva obsluhujícím pracovníkem oddálen a posunut v posuvném závěsu ve směru kolmém na podélnou osu pily a opět nastaven do požadovaného úhlu. Tímto způsobem bylo na testovacím smrkovém vzorku provedeno patnáct měření a hodnoty velikostí zpětného vrhu byly zaznamenány. Po ukončení série patnácti měření byla provedena výměna testovaného smrkového vzorku za vzorek dřeva buku lesního a zajištěno jeho uchycení do posuvné části měřícího zařízení ÚLDT. Vzorek byl opět pomocí hřebíku, umístěného 50 cm od jeho spodní hrany spojen s jednoduchým přítlačným mechanismem a následně bylo znovu provedeno doplnění provozních kapalin motorové řetězové pily na jejich maximální hodnotu. Poté byla na tomto vzorku opět stejným způsobem provedena série dalších patnácti měření. Tímto způsobem bylo provedeno měření velikosti zpětného vrhu na všech typech řetězů. Po každé sérii patnácti měření byl vždy vyměněn testovaný vzorek dřeva a provedeno doplnění provozních kapalin motorové řetězové pily z důvodu zachování stále stejných hmotnostních podmínek. Na každém z testovaných řetězů bylo provedeno 42

patnáct měření na testovacím vzorku dřeva smrku ztepilého a patnáct měření na testovacím vzorku dřeva buku lesního. Celkem bylo tedy provedeno šest sérií měření s hodnotami snížení omezovacích patek 0,50 mm. Po ukončení těchto měření bylo na všech typech testovaných řetězů provedeno snížení omezovacích patek (viz příloha 8) na hodnotu 0,65 mm. Snížení omezovačů bylo provedeno ručně, pomocí měrky pro snižování omezovacích patek od firmy Stihl a plochého pilníku. Po tomto úkonu bylo provedeno zaoblení přední strany omezovacích patek rovněž pomocí plochého pilníku. Z důvodu zajištění co nejpřesnějších podmínek měření bylo pomocí úchylkoměru provedeno kontrolní měření výšky omezovacích patek na všech zubech pilových řetězů a v případné nepřesnosti byly tyto upraveny na hodnotu 0,65 mm. Stejným způsobem bylo opět provedeno šest sérií měření s hodnotami snížení omezovacích patek 0,65 mm, poté 0,80 mm a nakonec s hodnotou snížení omezovací patky 1 mm. Celkem tedy bylo provedeno 360 měření, z toho polovina (180) na testovacích vzorcích dřeva smrku ztepilého a druhá polovina na testovacích vzorcích dřeva buku lesního. Na každém řetězu bylo tedy provedeno celkem 120 měření, z toho vždy 60 na jednom druhu dřeva. Každý řetěz byl testován s hodnotami snížení omezovacích patek 0,50 mm, 0,65 mm, 0,80 mm a 1 mm.

4.4 Rázová síla Velikost rázové síly se uvádí v dekanewtonech (daN) a v našem případě bude použita pro vyjádření hodnot síly působící v okamžiku zpětného vrhu na obsluhu motorové řetězové pily. Síla bude působit na silový řetěz měřícího zařízení a hodnoty, které budou měřením zjištěny v newtonech (N) budou převedeny na dekanewtony (daN), přičemž platí převodní vztah 1 daN = 10 N. Rázovou sílu použijeme z toho důvodu, že oproti síle, která působí trvale, působí rázová síla pouze v okamžiku průběhu zpětného vrhu motorové řetězové pily.

4.5 Přepočet měření Po ukončení všech měření byly z důvodu rozdílné velikosti rázové síly působící na špičce pilové lišty a na páce měřícího zařízení výsledky přepočítány. Silové čidlo měřilo velikost rázové síly na konci páky měřícího zařízení ÚLDT. Velikost této síly 43

však nebyla stejná jako velikost rázové síly působící na špičce lišty motorové řetězové pily. Přepočet byl proveden za pomocí trojčlenky, kde se pracovalo s následujícími hodnotami. Vzdálenost mezi špičkou lišty motorové řetězové pily a tyčovým čepem měřícího zařízení, sloužícím jako osa, byla 44 cm. Délka páky měřícího zařízení ÚLDT byla 23 cm.

Příklad výpočtu velikosti rázové síly působící na špičce lišty motorové řetězové pily:

0,23 * 50 = 11,5 => 11,5/0,44 = 26,14 Kde: • 0,23 je délka páky měřícího zařízení ÚLDT převedená na metry • 50 je naměřená hodnota velikosti zpětného vrhu v N (newtonech) • 11,5 je výsledek, který byl následně použit pro další výpočet • 0,44 je vzdálenost mezi tyčovým čepem a špičkou lišty v metrech • 26,14 je výsledek – velikost rázové síly působící na špičce lišty motorové pily Pomocí tohoto výpočtu byla zjištěna velikost rázové síly působící na špičce lišty motorové řetězové pily.

4.6 Statistické vyhodnocení výsledků měření Statistické vyhodnocení výsledků bylo provedeno pomocí datového analytického softwaru Statistica CZ. Naměřené hodnoty velikostí síly zpětného vrhu byly porovnány za pomocí dvoufaktorové analýzy rozptylu (ANOVY) s opakováním. U všech vzorků pilových řetězů byla nulová hypotéza zamítnuta, což znamenalo, že zkoumané soubory vykazovaly statisticky významné rozdíly mezi svými středními hodnotami a z tohoto důvodu musela být provedena ještě některá z metod mnohonásobného porovnání, aby bylo možné určit, mezi kterými soubory jsou statisticky významné rozdíly. U všech testovaných vzorků pilových řetězů (RM, RMC, RSC) byl použit Tukeyho test, který byl rovněž proveden pomocí datového analytického softwaru Statistica CZ.

44

5 VYSLEDKY A JEJICH ZHODNOCENÍ 5.1 Pilový řetěz RM Naměřené hodnoty velikosti síly zpětného vrhu v N (newtonech) pilového řetězu Rapid Micro (RM) byly testovány v programu Statistica CZ pomocí dvoufaktorové analýzy rozptylu (ANOVY) s opakováním. V tomto případě byla nulová hypotéza zamítnuta, což znamenalo, že zkoumané soubory vykazovaly statisticky významné rozdíly mezi svými středními hodnotami. Abychom zjistili mezi kterými, bylo nutné provést některou z metod mnohonásobného porovnávání. V tomto případě byl použit Tukeyho test.

Obr.23: Grafické znázornění pilového řetězu RM z programu Statistica CZ

Na obrázku 23 můžeme vidět grafické znázornění aritmetických průměrů a jejich intervalů spolehlivosti (v tomto případě 95% IS) pro jednotlivé hodnoty snížení omezovací patky. Jak je z grafu patrné, žádný interval spolehlivosti se nepřekrývá s jiným, což znamená, že hodnota aritmetických průměrů u každého snížení omezovací patky je statisticky významně odlišná od ostatních hodnot.

45

Tab . 1: Hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RM SNÍŽENÍ OMEZOVACÍ PATKY (mm): 0,50

RM

0,65

0,80

1

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

SM 43,58 53,47 51,68 46,92 48,09 51,47 51,43 47,67 45,38 53,61 45,69 43,57 51,01 46,38 42,15

BK 56,83 46,72 56,98 54,21 47,82 45,09 56,38 57,01 51,36 48,64 47,68 56,37 47,29 46,87 45,37

SM 50,68 43,67 41,72 50,46 47,38 42,65 41,83 50,64 49,38 47,67 48,62 39,04 42,68 40,57 43,68

BK 51,02 47,65 42,87 50,69 43,52 41,67 46,58 50,81 43,58 41,67 43,67 51,67 45,66 44,21 47,08

SM 46,37 55,21 51,63 47,99 48,35 54,61 55,83 49,31 46,77 58,01 53,62 57,39 49,61 55,32 46,38

BK 57,63 53,98 57,61 54,38 58,37 51,64 60,07 58,33 60,51 55,28 53,39 57,74 49,98 52,67 50,38

SM 61,58 55,63 64,17 55,36 61,47 58,31 64,98 61,14 57,89 54,21 61,38 56,37 60,81 57,28 53,69

BK 61,57 55,39 64,85 63,98 58,93 61,12 57,08 64,28 59,37 61,28 67,04 63,85 57,12 63,05 59,24

Průměr

48,14

50,97

45,38

46,16

51,76

55,46

58,95

61,21

Směrodat. odchylka

3,75

4,76

4,03

3,53

4,17

3,42

3,55

3,33

Jak je patrné z tabulky 1, nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu dosahoval pilový řetěz Rapid Micro (RM) při snížení omezovací patky na hodnotu 0,65 mm a to na testovaných vzorcích smrku ztepilého i buku lesního. V těsném závěsu následovala hodnota snížení omezovací patky 0,50 mm a 0,80 mm. Nejvyšší průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu byly naměřeny u snížení omezovací patky na hodnotu 1 mm. Ve všech případech dosahovaly průměrné hodnoty na testovacích vzorcích buku lesního vyšších hodnot než na vzorcích smrku ztepilého.

46

V tabulkách 2 a 3 jsou uvedeny průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu na páce měřícího zařízení ÚLDT a přepočtené hodnoty velikosti síly na špičce lišty motorové řetězové pily, včetně směrodatných odchylek na testovacích vzorcích smrku ztepilého a buku lesního. Hodnoty naměřené na páce měřícího zařízení byly převedeny z jednotek síly N (newton) na jednotky rázové síly daN (dekanewton).

Tab. 2: Průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RM na vzorcích smrku Pilový řetěz RM - testovací vzorek SMRK Snížení omezovací patky (mm)

Průměr z naměřených hodnot (N)

Směr. odchyl

Síla na špičce lišty (N)

Směr. odchyl

daN

0,50 0,65 0,80 1

48,14 45,38 51,76 58,95

3,75 4,03 4,17 3,55

25,16 23,72 27,06 30,82

1,96 2,11 2,18 1,85

4,81 4,54 5,18 5,90

Tab. 3: Průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RM na vzorcích buku Pilový řetěz RM - testovací vzorek BUK Snížení omezovací patky (mm)

Průměr z naměřených hodnot (N)

Směr. odchyl

Síla na špičce lišty (N)

Směr. odchyl

daN

0,50 0,65 0,80 1

50,97 46,16 55,46 61,21

4,76 3,53 3,42 3,33

26,65 24,13 28,99 32,00

2,49 1,84 1,79 1,74

5,10 4,62 5,55 6,12

47

5.2 Pilový řetěz RMC Naměřené hodnoty velikosti síly zpětného vrhu v N (newtonech) pilového řetězu Rapid Micro Comfort (RMC) byly rovněž testovány v programu Statistica CZ pomocí dvoufaktorové analýzy rozptylu (ANOVY) s opakováním. V tomto případě opět byla nulová hypotéza zamítnuta, což znamenalo, že zkoumané soubory vykazovaly statisticky významné rozdíly mezi svými středními hodnotami. Abychom zjistili mezi kterými, bylo nutné provést některou z metod mnohonásobného porovnávání. V tomto případě byl znovu použit Tukeyho test.

Obr. 24: Grafické znázornění pilového řetězu RMC z programu Statistica CZ

Na obrázku 24 můžeme vidět grafické znázornění aritmetických průměrů a jejich intervalů spolehlivosti (v tomto případě 95% IS) pro jednotlivé hodnoty snížení omezovací patky. Jak je z grafu patrné, intervaly spolehlivosti u hodnot snížení omezovací patky 0,50 mm a 0,65 mm se překrývají, což znamená, že jejich hodnoty aritmetických průměrů od sebe nejsou statisticky významně odlišné.

48

Tab. 4: Hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RMC SNÍŽENÍ OMEZOVACÍ PATKY (mm): 0,50

RMC

0,65

0,80

1

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

SM 43,30 41,86 42,41 51,94 43,08 45,07 44,96 49,95 50,24 45,52 43,27 44,39 43,12 53,52 44,31

BK 46,82 49,94 51,26 42,85 47,77 43,42 44,76 45,13 46,01 49,97 51,23 48,17 53,67 49,12 47,38

SM 41,39 38,14 46,23 39,68 46,23 47,79 37,64 43,58 42,17 39,67 48,16 47,53 48,98 39,74 42,13

BK 51,24 48,67 39,89 42,94 50,68 47,53 39,69 41,85 50,67 48,37 45,67 38,96 46,75 44,31 40,54

SM 47,58 44,25 55,56 49,98 48,76 52,84 42,56 45,31 48,10 55,07 51,67 51,02 53,67 49,73 53,09

BK 54,54 43,00 50,48 54,26 49,87 49,92 49,53 53,15 52,26 52,19 55,09 57,38 50,46 51,71 52,24

SM 59,08 53,39 53,75 54,28 53,40 55,25 61,24 52,55 58,30 59,64 61,03 57,64 63,12 57,82 53,67

BK 58,35 56,71 57,06 55,59 63,65 58,83 57,39 56,20 64,52 55,67 59,43 63,04 61,24 57,64 63,57

Průměr

45,80

47,83

43,27

45,18

49,95

51,74

56,94

59,26

Směrod. odchylka

3,72

3,09

3,92

4,33

3,90

3,29

3,42

3,14

Jak je patrné z tabulky 4, nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu dosahoval pilový řetěz Rapid Micro Comfort (RMC) opět při snížení omezovací patky na hodnotu 0,65 mm a to na testovaných vzorcích smrku ztepilého i buku lesního. V těsném závěsu následovala hodnota snížení omezovací patky 0,50 mm a 0,80 mm. Nejvyšší průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu byly naměřeny u snížení omezovací patky na hodnotu 1 mm. Ve všech případech dosahovaly průměrné hodnoty na testovacích vzorcích buku lesního vyšších hodnot než na vzorcích smrku ztepilého.

49

V tabulkách 5 a 6 jsou uvedeny průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu na páce měřícího zařízení ÚLDT a přepočtené hodnoty velikosti síly na špičce lišty motorové řetězové pily, včetně směrodatných odchylek na testovacích vzorcích smrku ztepilého a buku lesního. Hodnoty naměřené na páce měřícího zařízení byly převedeny z jednotek síly N (newton) na jednotky rázové síly daN (dekanewton).

Tab. 5: Průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RMC na vzorcích smrku Pilový řetěz RMC - testovací vzorek SMRK Snížení omezovací patky (mm)

Průměr z naměřených hodnot (N)

Směr. odchyl

Síla na špičce lišty (N)

Směr. odchyl

daN

0,50 0,65 0,80 1

45,80 43,27 49,95 56,94

3,72 3,92 3,90 3,42

23,94 22,62 26,11 29,77

1,95 2,05 2,04 1,79

4,58 4,33 4,99 5,69

Tab. 6: Průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RMC na vzorcích buku Pilový řetěz RMC - testovací vzorek BUK Snížení omezovací patky (mm)

Průměr z naměřených hodnot (N)

Směr. odchyl

Síla na špičce lišty (N)

Směr. odchyl

daN

0,50 0,65 0,80 1

47,83 45,18 51,74 59,26

3,09 4,33 3,29 3,14

25,00 23,62 27,05 30,98

1,62 2,27 1,72 1,64

4,78 4,52 5,17 5,93

50

5.3 Pilový řetěz RSC Naměřené hodnoty velikosti síly zpětného vrhu v N (newtonech) pilového řetězu Rapid Super Comfort (RSC) byly, stejně jako oba předchozí pilové řetězy, testovány v programu Statistica CZ pomocí dvoufaktorové analýzy rozptylu (ANOVY) s opakováním. V tomto případě nebyla nulová hypotéza zamítnuta, což znamenalo, že zkoumané soubory vykazovaly statisticky významné rozdíly mezi svými středními hodnotami. Abychom zjistili mezi kterými, bylo nutné provést některou z metod mnohonásobného porovnávání. V tomto případě byl použit Tukeyho test.

Obr. 25: Grafické znázornění pilového řetězu RSC z programu Statistica CZ

Na obrázku 25 je zobrazeno grafické znázornění aritmetických průměrů a jejich intervalů spolehlivosti (v tomto případě 95% IS) pro jednotlivé hodnoty snížení omezovací patky. Jak je z grafu patrné, žádný interval spolehlivosti se nepřekrývá s jiným, což znamená, že hodnota aritmetických průměrů u každého snížení omezovací patky je statisticky významně odlišná od ostatních hodnot.

51

Tab. 7: Hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RSC SNÍŽENÍ OMEZOVACÍ PATKY (mm): 0,50

RSC

0,65

0,80

1

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

SM 50,65 43,58 52,01 42,68 45,82 49,36 51,27 50,67 48,38 42,86 41,98 44,53 50,27 46,38 46,99

BK 51,78 43,69 50,21 47,66 48,29 50,88 47,32 51,84 43,26 46,55 50,21 46,68 44,67 47,39 51,47

SM 37,58 39,66 45,67 40,36 44,87 39,12 47,83 46,38 42,68 48,12 38,17 44,11 43,03 46,87 40,67

BK 40,12 50,68 49,68 45,54 48,33 41,86 50,66 42,36 46,57 50,39 47,52 49,83 42,57 41,36 42,15

SM 45,68 55,24 51,39 46,87 53,67 50,31 47,69 50,22 49,38 55,36 52,31 49,96 55,37 51,69 49,09

BK 57,36 49,21 55,66 49,31 53,47 57,14 48,39 50,38 54,41 49,66 47,12 52,01 53,13 57,85 48,33

SM 63,58 57,63 63,34 57,39 55,37 61,08 57,65 62,88 61,37 56,47 53,69 57,73 53,66 55,41 52,07

BK 64,87 58,99 60,42 59,37 65,81 59,96 61,47 63,84 60,88 55,38 59,67 55,47 58,31 60,04 57,68

Průměr

47,16

48,13

43,01

45,97

50,95

52,23

57,95

60,14

Směrod. odchylka

3,47

2,88

3,58

3,90

3,05

3,63

3,72

3,01

Jak je patrné z tabulky 7, nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu dosahoval pilový řetěz Rapid Super Comfort (RSC), stejně jako oba předchozí pilové řetězy, při snížení omezovací patky na hodnotu 0,65 mm a to na testovaných vzorcích smrku ztepilého i buku lesního. V těsném závěsu následovala hodnota snížení omezovací patky 0,50 mm a 0,80 mm. Nejvyšší průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu byly naměřeny u snížení omezovací patky na hodnotu 1 mm. Ve všech případech dosahovaly průměrné hodnoty na testovacích vzorcích buku lesního vyšších hodnot než na vzorcích smrku ztepilého.

52

V tabulkách 8 a 9 jsou uvedeny průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu na páce měřícího zařízení ÚLDT a přepočtené hodnoty velikosti síly na špičce lišty motorové řetězové pily, včetně směrodatných odchylek na testovacích vzorcích smrku ztepilého a buku lesního. Hodnoty naměřené na páce měřícího zařízení byly převedeny z jednotek síly N (newton) na jednotky rázové síly daN (dekanewton).

Tab. 8: Průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RSC na vzorcích smrku Pilový řetěz RSC - testovací vzorek SMRK Snížení omezovací patky (mm)

Průměr z naměřených hodnot (N)

Směr. odchyl

Síla na špičce lišty (N)

Směr. odchyl

daN

0,50 0,65 0,80 1

47,16 43,01 50,95 57,95

3,47 3,58 3,05 3,72

24,65 22,48 26,63 30,29

1,81 1,87 1,59 1,94

4,72 4,30 5,09 5,80

Tab. 9: Průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu řetězu RSC na vzorcích buku Pilový řetěz RSC - testovací vzorek BUK Snížení omezovací patky (mm)

Průměr z naměřených hodnot (N)

Směr. odchyl

Síla na špičce lišty (N)

Směr. odchyl

daN

0,50 0,65 0,80 1

48,13 45,97 52,23 60,14

2,88 3,90 3,63 3,01

25,16 24,03 27,30 31,44

1,50 2,04 1,90 1,57

4,81 4,60 5,22 6,01

53

5.4 Porovnání testovacích vzorků smrku ztepilého a buku lesního Jak se můžeme přesvědčit z obrázku 26 a z grafických výstupů programu Statistica CZ (obrázky 27, 28 a 29) u všech vzorků pilových řetězů, na kterých bylo prováděno měření, dosahovaly průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu na testovacích vzorcích buku lesního vyšších hodnot než na vzorcích smrku ztepilého. U všech testovaných řetězů byly hodnoty aritmetických průměrů na testovacích vzorcích smrku a buku od sebe vždy statisticky významně odlišné.

R

C R SC

R M R M

C R SC

R M R M

R M

C R SC

R M

R M

45

C R SC

C R SC

R M

C R SC

50

R M

R M

R M

55 R M

µ měření (N)

R

M

R

60

C R SC

M

M

R

C R SC

M

65

40 0,50

0,65

Snížení omezovací patky (mm)

0,80 RSC SMRK

1

BUK RSC

Obr. 26: Graf průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu všech řetězů

54

Obr. 27: Grafické znázornění pilového řetězu RM z programu Statistica CZ

Obr. 28: Grafické znázornění pilového řetězu RMC z programu Statistica CZ

55

Obr. 29: Grafické znázornění pilového řetězu RSC z programu Statistica CZ

5.5 Testovací vzorky smrku ztepilého 58 ,9 5 56 ,9 4 57 ,9 5

49 ,9 5 50 ,9 5

51 ,7 6 ,0 1

,2 7

43

,3 8

43

45

45

50

45

55

,8 47 ,1 6

60

48 ,1 4

µ měření (N)

65

40 0,50

0,65 Snížení omezovací patky (mm)

0,80

1 RM

RMC

RSC

Obr. 30: Graf průměrných hodnot velikosti zpětného vrhu na vzorcích smrku

Jak je patrné z obrázku 30, nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu na testovacích vzorcích smrku ztepilého dosahoval u všech hodnot snížení omezovací patky testovaný řetěz Rapid Micro Comfort (RMC). Výjimkou je pouze velikost snížení omezovací patky 0,65 mm. V tomto případě byl však rozdíl průměrných hodnot, oproti testovanému řetězu Rapid Super Comfort (RSC), téměř zanedbatelný (0,26 N). Druhé nejnižší průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu dosahoval řetěz Rapid Super Comfort (s výjimkou snížení 0,65 mm) a nejvyšší

56

průměrné hodnoty dosahoval u všech hodnot snížení omezovací patky testovaný řetěz Rapid Micro (RM).

61 ,2 1 59 ,2 6 60 ,1 4

51 ,7 4 52 ,2 3

55 ,4 6 ,1 8 45 ,9 7

,1 6

45

46

,8 3 48 ,1 3

47

70 65 60 55 50 45 40

50 ,9 7

µ měření (N)

5.6 Testovací vzorky buku lesního

0,50

0,65 Snížení omezovací patky (mm)

0,80

1 RM

RMC

RSC

Obr. 31: Graf průměrných hodnot velikosti zpětného vrhu na vzorcích buku

Jak je opět patrné z obrázku 31, nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu na testovacích vzorcích buku lesního dosahoval u všech hodnot snížení omezovací patky testovaný řetěz Rapid Micro Comfort (RMC). Druhé nejnižší průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu dosahoval řetěz Rapid Super Comfort a nejvyšší průměrné hodnoty dosahoval u všech hodnot snížení omezovací patky testovaný řetěz Rapid Micro (RM).

57

6. DISKUZE Pro zjišťování vlivu snížení omezovací patky na velikost síly zpětného vrhu motorové řetězové pily bylo použito přístrojů a měřících pomůcek dostupných na Ústavu lesnické a dřevařské techniky Mendelovy univerzity v Brně. Jednalo se především o měřící rám osazený motorovou řetězovou pilu Husqvarna 242 XP a silovým čidlem německého výrobce HBM. Pro zaznamenávání výsledků měření byl použit přenosný počítač vybavený softwarem DEWESoft 6.6.2. Měření velikosti snížení omezovací patky bylo provedeno strojírenským číselníkovým úchylkoměrem a pro měření otáček motorové řetězové pily byl použit digitální otáčkoměr značky Stihl. Snižování hodnot omezovacích patek bylo provedeno ručně plochým pilníkem za pomoci snižovacích měrek firmy Stihl o hodnotách 0,65 mm, 0,80 mm a 1 mm. Samotné měření velikosti síly zpětného vrhu mohlo být ovlivněno řadou vnějších vlivů, které mohly zkreslovat výsledky měření. Cílem samozřejmě byla co největší možná eliminace vlivu těchto faktorů a snaha o zachování stále stejných podmínek při jednotlivých měřeních. Prvním z faktorů, jež mohl nepříznivě ovlivnit výsledky měření, bylo samotné dřevo jako přírodní materiál. Dřevo může být samo o sobě velmi proměnlivé. Z tohoto důvodu nelze zajistit pro každé měření naprosto shodné podmínky. Vzorky dřev mohou obsahovat nějakou vadu, která nemusí být vizuálně patrná (například suk) a ta může ovlivnit fyzikální vlastnosti použitého vzorku. To lze do určité míry eliminovat vyšším počtem provedených měření. V našem případě se jednalo o 15 měření u každého z testovaných řetězů (RM, RMC, RSC) a na každém z testovacích vzorků dřeva (smrk ztepilý, buk lesní). Celkem tedy bylo provedeno 360 měření. Dalším faktorem, který mohl nepříznivě ovlivnit výsledky měření, byly otáčky motorové řetězové pily. Pro zachování stejných podmínek u všech měření bylo žádoucí zachovat stále stejnou hladinu otáček. Před každou započatou sérií měření byla hodnota otáček nastavena na 7600 ot./min a byla pravidelně kontrolována pomocí digitálního otáčkoměru, jehož čidlo zůstávalo po celou dobu měření připevněno na konstrukci motorové řetězové pily. Jedním z nejdůležitějších faktorů, které mohly ovlivnit výsledky měření velikosti síly zpětného vrhu, bylo zajištění konstantní rychlosti a síly přítlaku testovacího vzorku dřeva. Při dřívějších měření bylo přibližování vzorku dřeva k liště 58

motorové řetězové pily zajišťováno ručně obsluhujícím pracovníkem a tím mohlo docházet k chybám měření, protože vzorek dřeva byl přibližován vždy rozdílnou rychlostí a silou. Z tohoto důvodu bylo zhotoveno jednoduché přítlačné zařízení, které si kladlo za cíl co nejvíce eliminovat chyby měření vlivem nestejnorodé rychlosti a síly přítlaku testovacího vzorku dřeva. Princip tohoto zařízení je popsán v metodice této diplomové práce. Dalším faktorem, který mohl ovlivnit přesnost výsledků měření, byla hmotnost motorové řetězové pily. Z důvodu zachování stále stejných hmotnostních podmínek bylo po ukončení každé série měření provedeno doplnění provozních kapalin (benzín a olej pro mazání pilové lišty) na maximum. Všechny testované řetězy (RM, RMC, RSC) dosahovaly nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu při snížení omezovací patky na hodnotu 0,65 mm a to jak na testovaných vzorcích smrku ztepilého, tak i buku lesního. Následovaly hodnoty snížení omezovací patky 0,50 mm a 0,80 mm a nejvyšších průměrných hodnot dosahovaly testované řetězy při snížení omezovací patky na hodnotu 1 mm. Téměř ve všech případech byly hodnoty aritmetických průměrů pro každé snížení omezovací patky od sebe statisticky významně odlišné. Výjimku tvořil pouze testovaný řetěz RMC při snížení omezovací patky 0,50 mm a 0,65 mm. V tomto případě od sebe hodnoty aritmetických průměrů nebyly statisticky významně odlišné. Výsledek měření tedy potvrzuje fakt, že běžná hodnota snížení omezovací patky by měla u většiny typů a velikostí pilových řetězů být 0,65 mm (Neruda, Černý 2006). Skutečnost, že průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu u snížení 0,50 mm byly vyšší, než u snížení 0,65 mm je zřejmě způsoben větší výškou omezovací patky. Tato při nárazu do dřeva způsobí vznik zpětného vrhu s vyšší intenzitou než břit pilového zubu, který se s různou intenzitou „zařízne“ do dřeva. Co se týče rozdílů v měření, která byla prováděna na testovaných vzorcích smrku ztepilého a buku lesního, ve všech případech dosahovaly průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu na testovacích vzorcích buku lesního vždy vyšších hodnot než na vzorcích smrku ztepilého. Hodnoty aritmetických průměrů měření na obou testovacích vzorcích dřev od sebe byla ve všech případech statisticky významně odlišná.

59

Tento výsledek je podle mého názoru způsoben větší tvrdostí bukového dřeva oproti dřevu smrkovému a tím dochází u dřeva buku k větší intenzitě zpětného rázu. U měření, která byla prováděna na testovacích vzorcích smrku ztepilého, dosahoval nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu u všech snížení omezovací patky testovaný řetěz Rapid Micro Comfort (RMC). Výjimkou bylo pouze snížení omezovací patky 0,65 mm, kdy dosahoval nejnižších průměrných hodnot řetěz Rapid Super Comfort (RSC). Rozdíl byl v tomto případě pouze 0,26 N. Druhé nejnižší průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu dosahoval řetěz Rapid Super Comfort (s výjimkou snížení 0,65 mm) a nejvyšší průměrné hodnoty dosahoval u všech hodnot snížení omezovací patky testovaný řetěz Rapid Micro (RM). Tento výsledek potvrzuje vlastnosti jednotlivých řetězů uváděné výrobcem, firmou Stihl. Pilové řetězy řady Comfort se podle výrobce vyznačují měkkým chováním při řezání a sníženým sklonem ke zpětnému rázu. U měření, která byla prováděna na testovacích vzorcích buku lesního, dosahoval nejnižších průměrných hodnot velikosti síly zpětného vrhu u všech snížení omezovací patky testovaný řetěz Rapid Micro Comfort (RMC). Druhé nejnižší průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu dosahoval řetěz Rapid Super Comfort a nejvyšší průměrné hodnoty pak testovaný řetěz Rapid Micro (RM). Tento výsledek, stejně jako v předchozím případě opět potvrzuje vlastnosti jednotlivých řetězů uváděné výrobcem, firmou Stihl. Pilové řetězy řady Comfort se podle výrobce vyznačují měkkým chováním při řezání a sníženým sklonem ke zpětnému rázu.

60

7. ZÁVĚR Hlavním cílem práce bylo analyzovat a porovnat sílu zpětného vrhu v závislosti na míře snížení omezovací patky. Měření bylo provedeno na řetězech Rapid Micro (RM), Rapid Micro Comfort (RMC) a Rapid Super Comfort (RSC) od firmy Stihl s hodnotami snížení omezovacích patek 0,50 mm, 0,65 mm, 0,80 mm a 1 mm. Celkem bylo provedeno 360 měření, z toho polovina (180) na testovacích vzorcích dřeva smrku ztepilého a druhá polovina (180) na vzorcích dřeva buku lesního Statistické vyhodnocení výsledků bylo provedeno pomocí datového analytického softwaru Statistica CZ. Naměřené hodnoty velikostí síly zpětného vrhu byly porovnány pomocí dvoufaktorové analýzy rozptylu (ANOVY) s opakováním faktorů a jako metoda mnohonásobného porovnání byl použit Tukeyho test. Všechny testované řetězy dosahovaly na obou testovacích vzorcích (smrk, buk) nejnižších hodnot velikosti síly zpětného vrhu při snížení omezovací patky 0,65 mm. Následovaly hodnoty snížení 0,50 mm, 0,80 mm a 1 mm. Ve všech případech, kromě řetězu RMC při snížení 0,50 mm a 0,65 mm byly hodnoty aritmetických průměrů statisticky významně odlišné. Ve všech případech dosahovaly průměrné hodnoty velikosti síly zpětného vrhu na testovacích vzorcích buku lesního vždy vyšších hodnot než na vzorcích smrku ztepilého. U měření na vzorcích smrku dosahoval nejnižších průměrných hodnot síly zpětného vrhu téměř u všech snížení omezovací patky (kromě 0,65 mm) řetěz Rapid Micro Comfort (RMC). Druhé nejnižší průměrné hodnoty řetěz Rapid Super Comfort a nejvyšší průměrné hodnoty řetěz Rapid Micro (RM). U měření na vzorcích buku, dosahoval nejnižších průměrných hodnot síly zpětného vrhu u všech snížení omezovací patky řetěz Rapid Micro Comfort (RMC). Druhé nejnižší průměrné hodnoty řetěz Rapid Super Comfort a nejvyšší průměrné hodnoty řetěz Rapid Micro (RM). Výsledky tedy ukázaly, že míra snížení omezovací patky má evidentní vliv na velikost síly zpětného vrhu.

61

8. SUMMARY The main objective was to analyze and compare the kickback power depending on the reduction ratio of the depth gauge. Measurements were performed with Rapid Micro (RM), Rapid Micro Comfort (RMC) and the Rapid Super Comfort (RSC) chains from the Stihl Company with the depth gauge values 0.50 mm, 0.65 mm, 0.80 mm and 1 mm. A total of 360 measurements were performed, half of which was tested on spruce wood samples and the other half on beech wood samples. Statistical evaluation of the results was performed using data analysis software Statistica CZ. The measured values of the kickback power were compared using twofactor analysis of variance (ANOVA) with repetition factors and as a method of multiple comparisons was used Tukey test. All tested chains reached the lowest power of kickback during tests with depth gauge reduced on 0.65 mm for both wood samples (spruce, beech). Tests with depth gauge reduced on 0.50 mm, 0.80 mm and 1 mm followed. In all cases, except the chain RMC, tests with reduction on 0.50 mm and 0.65 mm had arithmetic mean values statistically significant. In all cases, the average value of the kickback power on tested samples of beech was always higher than the power on spruce samples. Tests with spruce samples showed the lowest average values of kickback power with almost all reductions of depth gauge (except 0.65 mm) on Rapid Micro Comfort (RMC) chain. The second lowest average values were detected on Rapid Super Comfort chain and the highest average values on the Rapid Micro (RM) chain. Test on the beech samples reached the lowest average values of kickback power for all depth gauge reductions on the Rapid Micro Comfort (RMC) chain. The second lowest average values were observed with Rapid Super Comfort chain and the highest average values on Rapid Micro (RM) chain. The results thus showed that the reduction ratio of the depth gauge has evident influence on the chainsaw kickback power.

62

9. SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ A-Z CENTRUM NEUMANN, Azcentrum.cz: Historie značky Husqvarna [online] citováno

29.4.2011.

Dostupné

na

World

Wide

Web:<

http://www.azcentrum.cz/clanek/historie-znacky-husqvarna> CARTWRIGHT, CH. Ehow.com: The history of Husqvarna Chainsaw [online] citováno

27.4.2011.

Dostupné

na

World

Wide

Web:<

http://www.ehow.com/about_5066090_history-husqvarna-chainsaw.html> DEWETRON, Dewetron.cz: DEWESoft – software pro měřicí techniky [online] citováno 1.5.2011.Dostupné na World Wide Web:

HBM, Hbm.com: S9M - S-Shaped Load Cell for Tensile and Compressive Forces [online]

citováno

27.4.2011.

Dostupné

na

World

Wide

Web:


www.hbm.com/en/menu/products/transducers-sensors/force/s9m> HUSQVARNA, Husqvarna.com: Bezpečnější práce s motorovou pilou díky systému TrioBrake

[online]

citováno

24.5.2011.

Dostupné

na

World

Wide

Web:<

http://www.husqvarna.com/cz/press-listing/bezpecnejsi-prace-s-motorovou-pilou-dikysystemu-triobrake/> HUSQVARNA, Husqvarna.com: Historie motorových pil [online] citováno 17.5.2011. Dostupné na World Wide Web: HUSQVARNA, Husqvarna.com: Návod k použití Husqvarna 163/141 [online] citováno 14.5.2011. Dostupné na World Wide Web:< http://www.husqvarna.com> NERUDA, J., ČERNÝ, Z., 2006. Motorová řetězová pila a křovinořez, vydání I. Praha, Ústav zemědělských a potravinářských informací, 91 s. ISBN 80-7271-175-X NEVRKLA, P., 2006. Kvalitativní posouzení řetězů přenosných řetězových pil, Diplomová práce. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 66s. OREGON, Oregonchain.eu: Pokyny pro údržbu a bezpečnost práce [online] citováno 14.5.2011.DostupnénaWorld Wide Web: 63

SCHLAGHAMERSKY, A., 1990. Motorsägen. Göttingen, Fachhochschule Hildesheim Holzminden – Fachbereich Forstwirtschaft, 151 s. SIMANOV, V. Lesolide.cz: Dřevorubec – živnost volná nebo vázaná [online] citováno 11.3. 2011. Dostupné na World Wide Web: SIMANOV, V., KOHOUT, V., 2004: Těžba a doprava dříví, Písek, Matice lesnická spol. s r. o., 411 s. ISBN 80-86271-14-5 SIMANOV, V., NERUDA, J., 2006: Technika a technologie v lesnictví, 1. vydání. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 324 s. ISBN 80-7157-988-2

STIHL, Stihl.com: QuickStop Super the braking systém for additional safety [online] citováno 24.5.2011. Dostupné na World Wide Web:< http://www.stihl.com/quickstopsuper-chain-brake.aspx> STIHL, Stihl.cz: Bezpečná práce s motorovou

pilou

[online] citováno 14.5.2011.

Dostupné na World Wide Web: STIHL, Stihl.cz: Pilové řetězy Stihl [online] citováno 17.6.2011. Dostupné na World Wide Web:< http://www.stihl.cz/p/media/download/zima_2008.pdf>

64

Zdroje obrázků: Obr. 1: Neruda, Černý 2006 Obr. 2: Neruda, Černý 2006 Obr. 3: http://pily.strojevlese.cz/index.php?option=com_content&view=article&id= 100&Itemid

=256

Obr. 4: http://pily.strojevlese.cz/index.php?option=com_content&view=article&id= 100&Itemid=256 Obr. 5: http://vieilles-soupapes.grafbb.com/t11710-vend-husqvarna-180-s Obr. 6: http://solhem9.se/msag/Husqvarna_140S.htm Obr. 7: http://www.stromolezci.cz/arboristika/soubory/brouseni_retezu.pdf Obr. 8: http://www.madsens1.com/bnc_how_wks.htm Obr. 9: Neruda, Černý 2006 Obr. 10: http://www.stromolezci.cz/arboristika/soubory/brouseni_retezu.pdf Obr. 11: http://www.stihl.co.uk/quality-features.aspx Obr. 12: http://www.stromolezci.cz/arboristika/soubory/brouseni_retezu.pdf Obr. 13: http://www.stromolezci.cz/arboristika/soubory/brouseni_retezu.pdf Obr. 14: http://www.toolscomp.cz/poradna/pilovy-retez-serizeni-ostreni Obr. 15: Neruda, Černý 2006 Obr. 16: http://www.ceskykutil.cz/bezpecnejsi-prace-s-motorovou-pilou-diky-systemutriobrake Obr. 17: http://www.ceskykutil.cz/bezpecnejsi-prace-s-motorovou-pilou-diky-systemutriobrake Obr. 18: http://www.stihl.cz/Produkty-STIHL/Motorov%C3%A9-pily/Elektrick%C3% A9-pily/2752-150/MSE-220-C-Q.aspx Obr. 19: http://www.employment.alberta.ca/images/OHS/image_25-04.gif Obr. 20: http://www.husqvarna.com/cz/accessories/product-accessories/retezy/h36-3-8mini-1,3-mm Obr. 21: http://www.stihl.cz/typy-pilovych-retezu.aspx Obr. 22: http://www.northernarbsupplies.co.uk/oregon-20lpx-chainsaw-chain-325/1479 -oregon-chainsaw-chain-20lpx-78-link-20-chisel.html

65