MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV LESNICKÉ A DŘEVAŘSKÉ TECHNIKY
Rozbor vlivu úhlu ostření řezacích článků na zpětný vrh přenosné řetězové pily Bakalářská práce
2010/2011
Ivo Hazuza
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Rozbor vlivu úhlu ostření řezacích článků na zpětný vrh přenosné řetězové pily zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU 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
Ivo Hazuza
Jméno: Ivo Hazuza Název: Rozbor vlivu úhlu ostření řezacích článků na zpětný vrh přenosné řetězové pily Abstrakt: Práce se zabývá teoretickým zpracováním problematiky zpětného vrhu přenosné řetězové pily a v další části je zaměřena na vlastní laboratorní zjištění vlivu úhlu ostření řezacích článků na míru zpětného vrhu. Problematika zpětného vrhu byla řešena zjišťováním
a
zpracováváním
dat
z dostupných
literárních,
ale
především
elektronických zdrojů. Dále byla řešena konzultacemi s vedoucím závěrečné práce a dalšími odbornými pracovníky ústavu Lesnické a dřevařské techniky. Práce obsahuje rozbor problematiky zpětného vrhu, technickou specifikaci řetězů a jejich ostření v části teoretické. V praktické části se závěrečná práce zaměřuje na popis prací přípravných a následně na popis vlastního měření míry zpětného vrhu v závislosti na úhlu ostření řezacích článků řetězu přenosné řetězové pily. Výsledkem je soubor tabulek obsahující přepočtená data měření. Klíčová slova: zpětný vrh, přenosná řetězová pila, pilový řetěz, řezací článek, měřící zařízení ÚLDT
Author: Ivo Hazuza Title: Analyzes of influence the cutting element sharpening angle to back-kick tendency of power chain saw Abstract: The study deals with theoretical analyzes of back-kick problematic of power chain saw and in next part is focused on laboratory testing of influence the cutting element sharpening angle to back-kick tendency of power chain saw.
The back-kick
problematic was studied from literature in printed and mainly in electronic version. Further the problematic was discussed with thesis supervisor and other staff of Department of Forest- and Forest Products Technology. The study contains back-kick problematic, technical specification of cutting element and its sharpening in theoretical part. In practical part is the study focused on description of preliminary activities and back-kick tendency measurement in dependence on cutting element sharpening angle of power chain saw. Obtained and recalculated measurements are summarized in tables. Keywords: back-kick, power chain saw, saw chain, cutting element, back-kick measuring device
Obsah 1.
Úvod .......................................................................................................... 7
2.
Cíl práce .................................................................................................... 8
3
Rozbor problematiky ................................................................................ 9 3.1.Zpětný vrh ( Kickback ) ......................................................................................... 9 3.1.1. Charakteristika zpětného vrhu ..................................................................... 9 3.1.2. Druhy zpětného vrhu:.................................................................................. 9 3.1.3. Bezpečnostní prvky eliminující zpětný vrh .............................................. 10 3.1.4. Rázová síla ................................................................................................ 15 3.2. Technická specifikace řetězů .............................................................................. 15 3.2.1. Řetěz přenosné řetězové pily .................................................................... 15 3.2.2. Základní rozdělení pilových řetězů Stihl .................................................. 16 3.2.3. Pilové řetězy stihl Oilomatic..................................................................... 16 3.3. Ostření řetězů ...................................................................................................... 19 3.3.1 Ostření pilníkem......................................................................................... 19 3.3.2. Ostření prostřednictvím elektrických ostřících přístrojů .......................... 21 3.3.3. Kontrola omezovací patky a snížení omezovací patky............................. 22
4. Metodika přípravných prací........................................................................................ 25 4.1 Technická příprava před měřením ....................................................................... 25 4.1.1. Prostředky pro laboratorní měření ............................................................ 25 4.1.2. Metodika přípravy pilových řetězů ostřením ............................................ 26 5. Metodika
28
5.1. Pomůcky pro měření ........................................................................................... 28 5.1.1. Měřící zařízení .......................................................................................... 28 5.1.2. Vzorky pro měření .................................................................................... 31 5.2. Vlastní měření míry zpětného vrhu..................................................................... 31 5.2.1 Měřící skupina............................................................................................ 31
5.2.2. Popis dílčích operací měření zpětného vrhu ............................................. 31 5.2.3. Vlastní postup měření míry zpětného vrhu ............................................... 33 5.3. Postup měření aktuálního výkonu motorové pily ........................................ 36 5.3.1. Pomůcky pro měření aktuálního výkonu motorové pily........................... 36 5.3.2. Měřící skupina........................................................................................... 36 5.3.3. Popis dílčích operací měření aktuálního výkonu motorové pily............... 37 5.3.4. Vlastní postup měření aktuálního výkonu motorové pily......................... 37 5.4. Měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy............................................ 39 5.4.1. Pomůcky pro měření ................................................................................. 39 5.4.2. Měřící skupina........................................................................................... 39 5.4.3. Popis operací měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy............ 39 5.4.4. Vlastní postup měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy řetězu40 6.
Výsledky ................................................................................................. 41
7.
Diskuze.................................................................................................... 44
8.
Závěr ....................................................................................................... 46
9.
Summary ................................................................................................. 48
10.
Použitá literatura ..................................................................................... 49
11.
Přílohy..................................................................................................... 50
1.
Úvod
V dnešní době se harvestorové technologie stávají v lesním hospodářství České republiky stále významnějším těžebně-dopravním postupem. Dle článku „Kolik místa zbývá v našich lesích pro harvestory?“ uveřejněného v květnu 2009 Ing. Lubošem Bartošem v Lesnické práci bylo v roce 2004 harvestorovou technologií zpracováno v ČR 15,4 % dříví, v roce 2007 (ovlivněn zpracováním kalamity Kyrill) to bylo již 29%. Tato mechanizace je nasazována v České republice (podle dotazníkového průzkumu trhu uveřejněného v Lesnické práci) především v předmýtních těžbách, kde představuje jejich využitelnost 64 % (vlastníci strojů plánují využití harvestorů ve výchovných zásazích až ze 75 %). V provozu jsou při těžebních a dopravních činnostech prioritou především náklady a výkonnost vyjadřované finanční hodnotou. Způsobené škody jsou často opomíjeny, přestože poškozené dřeviny a případné znehodnocení dřeva hnilobou jsou ekonomickou ztrátou do budoucnosti. Harvestorové technologie tedy nabývají významnosti ve výrobní části lesního hospodářství České republiky, ale přesto stále převažuje výroba dřevní hmoty pomocí přenosné řetězové pily. Výroba dřevní hmoty na lokalitě P (pařez) je však pomocí přenosné řetězové pily zdaleka náročnější z hlediska fyzické námahy. Proto je tzv. motomanuální
výroba
dřevní
hmoty
více
riziková
technologie
z hlediska
bezpečnostních rizik. Jedním z nebezpečných jevů vznikajících při motomanuální těžbě je zpětný vrh.
7
2.
Cíl práce
Cíl práce byl rozčleněn do několika přímo na sebe navazujících částí. V první části zpracovat formou literárních rešerší problematiku týkající se bezpečnostních rizik zpětného vrhu přenosné řetězové pily. Dále vytvořit sadu vzorků pilových řetězů s různým úhlem ostření řezacích článků řetězů přenosných řetězových pil. V následující části pomocí zařízení na měření síly zpětného vrhu ÚLDT instrumentálně ověřit na připravené sadě vzorků řezacích pilových řetězů vliv úhlu ostření řezacích článků. Celá práce bude vypracována v souladu Směrnicí děkana.
8
3 Rozbor problematiky 3.1. Zpětný vrh ( Kickback ) 3.1.1. Charakteristika zpětného vrhu Zpětný vrh (Kickback) je jednou z nejběžnějších příčin zranění při práci s ruční motorovou řetězovou pilou. Ke zpětnému vrhu může dojít, jestliže nějaký předmět dojde do styku s horním kvadrantem špice vodící lišty nebo pokud se obsluha pokusí řezat horním kvadrantem špice vodící lišty. Kontakt se špičkou nebo vrcholem vodící lišty může způsobit okamžitou zpětnou reakci – vržení vodící lišty vzhůru a proti obsluze pily. Jakákoli z těchto reakcí může způsobit ztrátu kontroly nad pilou a následně vážné poranění obsluhy. (21.3.2011,http://www.oregonchain.eu/cs/podpora/bezpecnostni-typy/zpetny-vrh.html)
Zpětný vrh je 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). Přitom vznikají velké reakční síly způsobené nárazy na čelní a horní strany omezovací patky do přeřezávaného materiálu. Zpětný vrh může nastat i úmyslným přiložení k dřevu v nevhodném úhlu (např. radiální pohyb pily s cílem vytvoření zápichu). (Neruda, Černý 2006)
3.1.2. Druhy zpětného vrhu: • Rotační zpětný vrh Rotační zpětný vrh může nastat tehdy, pokud se pohybující pilový řetěz dostane do styku s předmětem v místě horní poloviny 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.
9
•
Zpětný vrh při sevření
Zpětný vrh při sevření může nastat při přeřezávání tlakových vláken, kdy dřevo sevře pohybující se pilový řetěz v řezu podél horní strany vodicí lišty. V takovém okamžiku dojde k zastavení pohybu řetězu a pila je vržena přímo dozadu směrem k operátorovi. •
Vtažení
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 nabíhající strany vodicí lišty; tím dojde k náhlému zastavení pohybu pilového řetězu. Toto náhlé zastavení pohybu vede k zatažení pily směrem vpřed od operátora a může snadno způsobit, že operátor ztratí kontrolu nad pilou, a tak může dojít ke zranění. (21.3.2011,http://www.extol.eu/soubory/vyrobky/8895505_manual.pdf?PHPSESSID=9 870885e40dea40b4b52312fe9334aeb)
3.1.3. Bezpečnostní prvky eliminující zpětný vrh •
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 mechanizmem, 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)
10
•
Sekundární brzdové systémy – jedná se o bezpečnostní brzdy řetězu, které jsou
ovládány ze zadní rukojeti a jsou propojeny s hlavní brzdou řetězu. Slouží tedy ke zvýšení bezpečnosti obsluhy přenosné řetězové pily při vzniku zpětného vrhu. Husqvarna TrioBrake Systém sekundárního brzdového systému je navržen tak, aby trvale snižoval riziko poranění při zpětném vrhu, umožňuje aktivovat brzdu řetězu motorové pily celkem třemi způsoby - odtud také název TrioBrake. Řetězová brzda motorových pil, která pomáhá zastavit řetěz v případě nebezpečného zpětného vrhu, se obvykle spíná setrvačností páky brzdy nebo předloktím 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 k menší únavě obsluhy a efektivnější práci.
Obr. 1 Husqvarna TrioBrake
Aktivace brzdy řetězu setrvačností Brzda řetězu se bleskově aktivuje při zpětném vrhu. K tomu využívá setrvačnosti páky brzdy vzniklé prudkým pohybem lišty při zpětném vrhu. Pilový řetěz se okamžitě zastaví.
11
Aktivace brzdy řetězu levou rukou V určité situaci může být brzda aktivována mechanicky levou rukou. Pila vymrštěná vzhůru nebo směrem dozadu při zpětném vrhu aktivuje brzdu pomocí nárazu levého předloktí do bezpečnostní páky. Unikátní aktivace brzdy řetězu pravou rukou Díky druhé bezpečnostní páčce umístěné nad zadní rukojetí je brzda řetězu aktivována třetím způsobem, zápěstím předloktím pravé ruky. Páčka pravé ruky je ergonomicky navržena tak, aby byla zajištěna maximální bezpečnost při nesprávném držení pily levou rukou. (1.5.2001,http://www.husqvarna.com/uk/homeowner/products/chainsaws/240e-seriestriobrake/) Stihl QUICKSTOP Super (ve Spojených státech pod obchodním označením Stihl QUICKSTOP Plus) Sekundární brzdový systém QUICKSTOP Super umožňuje aktivaci bezpečnostní brzdy řetězu ze zadní rukojeti. Řetěz se zastaví v časovém intervalu do jedné sekundy v případě vzniku dostatečně silného zpětného vrhu, nebo v případě, že operátor pustí zadní rukojeť. Výhodou systému QUICKSTOP Super je to, že funguje v jakékoliv pracovní poloze – bez nutnosti použití další páky. Proto poskytuje uživateli dodatečnou ochranu při startování nebo při přenášení řetězové pily. Zvyšuje bezpečnost při úkonech, které vyžadují časté zastavení řetězu pily, např. odstraňování větví. Řetězové pily Stihl používající systém QUICKSTOP Super jsou označeny písmenem „Q“ v názvu modelu.
Obr. 2 Stihl QUICKSTOP Super
(1.5.2011,http://www.stihlusa.com/chainsaws/chain_brake.html) 12
•
Bezpečnostní kryt špičky lišty – tento kryt brání kontaktu špičky lišty přenosné
řetězové pily s cizím předmětem. Většinou bývá použit u hobby pil, u pil s nižší kubaturou a u některých elektrických řetězových pil.
Obr. 3 Kryt špičky lišty
•
Bezpečnostní řetězy – jedná se o řetězy, jejichž články svým tvarem předcházejí
vzniku zpětného vrhu a snižují i míru vibrací. Z důvodu ochrany know-how, žádná firma neuvádí podrobné informace o parametrech těchto bezpečnostních prvků. - bezpečnostní spojovací článek – Husqvarna H36 3/8“ 1,3 mm – zvýšený profil spojovacího článku snižuje riziko vzniku zpětného vrhu.
Obr. 4 H36 3/8“ 1,3 mm
- bezpečnostní spojovací článek – Oregon chamfer chisel 91vg - podobné řešení bezpečnostního spojovacího článku jako u řetězu Husqvarna zvýšením profilu článku.
Obr. 5 chamfer chisel 91vg
13
- bezpečnostní vodící článek – Stihl RAPID Super Comfort 3 (RSC3) – článek svým tvarem horního okraje pozitivně působí na bezpečný náběh řetězu do řezu, a proto snižuje riziko vzniku zpětného vrhu.
Obr. 6 RAPID Super Comfort 3 (RSC3)
- bezpečnostní vodící článek – Carlton MC – BL – podobné řešení tvaru vodícího článku jako u řetězu Stihl tvarovaným horním okrajem vodícího článku.
Obr. 7 Carlton MC – BL
- bezpečnostní omezovací patka – Stihl RAPID Super Comfort 3 (RSC3) – patka určuje správnou tloušťku odebírané třísky.
Obr. 8 Stihl RAPID Super Comfort 3 (RSC3)
- historie bezpečnostních řetězů – v roce 1980 vyvíjí firma Carlton Company tvarovou inovaci omezovací patky. Tento nový konstrukční prvek redukoval zpětný vrh a byl dobře přijat v provozu. Jednalo se o jakési prodloužení omezovací patky. V osmdesátých letech nastal všeobecný tlak ve výrobě zaváděním bezpečnostních norem. Firmu Carlton, ale i Oregon vázala nově zavedená norma ANSI B175.1. Jednalo se o bezpečnostní standardy, včetně bezpečnostního standardu pro benzinovou motorovou řetězovou pilu. Mimo jiné byly firmy nuceny v rámci eliminace zpětného vrhu snížit profil řetězu (výšku zubů), ale i zmenšit tloušťku odebírané třísky.
14
3.1.4. Rázová síla Rázová síla se udává v dekanewtonech. V našem případě použijeme rázovou sílu pro vyjádření hodnot měření. Síla bude působit na silový řetěz měřícího zařízení a hodnoty zjištěné při měření v N (Newtonech) budou převedeny na daN (dekanewtony). Jako převodní vztah platí, že 1 daN = 10 N. Použití rázové síly pro vyjádření síly, která je měřena v okamžiku působení zpětného vrhu na silové čidlo je nezbytné, protože oproti síle trvale působící, rázová síla působí pouze v okamžiku průběhu zpětného vrhu.
3.2. Technická specifikace řetězů 3.2.1. Řetěz přenosné řetězové pily Řetěz je nejdůležitějším a nejsložitějším prvkem řezné části přenosné řetězové pily. 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
15
je řezný odpor, tím větší je spotřeba energie. Hoblovací zuby pilových řetězů mají řezné hrany dvě – boční a čelní – a 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 0,8 mm. Řezné zuby pilových řetězů jsou vyrobeny z vysoce kvalitní legované chromniklové oceli. (21.3.2011, http://www.stihl.cz/volny-cas/, magazín Stihl, zima 2008/2009)
3.2.2. Základní rozdělení pilových řetězů Stihl
Obr. 9 rozdělení řetězů
3.2.3. Pilové řetězy stihl Oilomatic •
Základní pojmy
Obr. 10 Popis částí řetězu
16
•
Rozteč řetězu -Vzdálenost tří po sobě jdoucích nýtů, dělená dvěma (t=a/2)
Obr. 11 Rozteč řetězu
Obr. 12 Označení rozteče na řezném článku
•
Síla (tloušťka) vodících článků -Číslice vyražená na vodicím článku určuje jeho tloušťku.
Obr. 13 Síla vodících článků
17
•
Geometrie řezného zubu -Řezný zub se směrem vzad zužuje a snižuje z důvodu potlačení třecích sil.
Obr. 14 Geometrie řezného zubu
•
Úhel ostření -Jedná se o úhel mezi pilníkem a kolmicí, vedenou na rovinu vodicí lišty.
Obr. 15 Úhel ostření
•
Snižování omezovací patky -Rozdíl výšek hřbetního břitu a omezovací patky.
Obr. 16 Snižování omezovacího patky
18
•
Úhel čela -Jedná se o úhel, který vzájemně svírají rovina čela zubu a rovina podložky.
Tento úhel nelze nastavit při ostření, poněvadž jej ovlivňuje použitý průměr pilníku a zvolený úhel ostření.
Obr. 17 Úhel čela
(21.3.2011,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf)
3.3. Ostření řetězů 3.3.1 Ostření pilníkem Veškeré údaje potřebné pro ostření řetězu prostřednictvím pilníku jsou k dispozici na zadní straně každého obalu (krabičky) řetězu. Každý typ řetězu má přiřazen pouze jeden odpovídající průměr pilníku, kterým je profil řezného zubu ostřen během jeho životnosti. Při ostření řezných zubů prostřednictvím pilníku dojde k uspokojivému výsledku pouze tehdy, je-li pilník přesazen o 1/10 svého průměru nad hřbetem zubu (je správně tvarován břit a úhel čela).
Obr. 1 Správné ostření pilníkem
19
-Pro splnění této zásady je výhodnější použití odpovídajícího držáku pilníku.
Obr. 2 Popis držáku pilníku
•
Při ostření prostřednictvím držáku pilníku je pak třeba dodržovat následující
zásady: -Při ostření musí svírat držák pilníku s vodicí lištou úhel 90°
Obr. 3 Dodržení správného úhlu
-Řezný zub je ostřen pouze tahem držáku směrem vpřed. Při zpětném pohybu je třeba držák nadzvednout.
Obr. 21 Ostřeni tahem vpřed
-Každý řezný zub je třeba ostřit stejným počtem tahů pilníku pro zachování stejné délky všech ostřených zubů. Ostřit často s menším počtem tahů pilníku. (21.3.2011,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf) 20
3.3.2. Ostření prostřednictvím elektrických ostřících přístrojů Tyto přístroje jsou využívány především na profesionální každodenní ošetření v servisech. Jedná se o typ STIHL USG a STIHL HOS. Univerzální je typ STIHL USG – je možné jej dovybavit adaptéry pro ostření pilových kotoučů a nožů pro nůžky na živé ploty. Rozdíl mezi elektrickým ostřicím přístrojem STIHL HOS a STIHL USG spočívá v možnostech nastavení jednotlivých parametrů:
Obr. 22 STIHL USG a STIHL
-Z uvedeného schématu je patrné, že při použití přístroje STIHL HOS nelze využívat seřizovací parametry sloupce A a B. Ostatní parametry jsou totožné. •
Základní zásady při ostření řetězu prostřednictvím uvedených přístrojů: - seřídit přístroj podle typu ostřeného řetězu - osadit přístroj správným ostřicím kotoučem s odpovídajícím rádiem, který byl upraven a zbaven nečistot prostřednictvím obtahovacího kamene (je příslušenstvím stroje včetně kontrolní šablony). Znečištěný ostřicí kotouč napomáhá velkou měrou k vyhřátí materiálu ostřeného zubu při ostření. - zjistit za pomoci posuvného měřítka nejkratší řezný zub, a na jeho délku při ostření upravit všechny zbylé zuby řetězu - každý řezný zub ostřit několika krátkými záběry ramena přístroje. Při ostření zubu jedním záběrem se zvyšuje riziko tepelné degradace materiálu zubu. - po naostření každého zubu odstranit otřep pomocí špalíku tvrdého dřeva
Obr. 23 Zjištění délky nejkratšího řezného zubu
(21.3.2011,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf) 21
3.3.3. Kontrola omezovací patky a snížení omezovací patky Snížení omezovacích patek je výškový rozdíl mezi omezovací patkou a hřbetním břitem. Tento výškový rozdíl určuje sílu odebírané třísky dřeva v řezu.
Obr. 24 výškový rozdíl mezi omezovací patkou a hřbetním břitem
- Kontrola snížení omezovací patky se provádí prostřednictvím univerzální měrky
Obr. 25 Univerzální měrka
- Hodnoty snížení omezovací patky pro jednotlivé typy řetězů udává následující tabulka: Tabulka 1 Snížení omezovací patky pro jednotlivé typy řetězů
22
•
Postup při snížení omezovací patky:
– Přiložit měrku a plochým pilníkem odstranit přečnívající materiál
Obr. 26 Postup snižování omezovací patky
– Následně zaoblit omezovací patku do odpovídajícího profilu
Obr. 27 Zaoblení do odpovídajícího profilu
23
•
Postup při snižování omezovací patky prostřednictvím elektrických ostřicích
přístrojů: – Nasadit tvarový kotouč pro snižování omezovacích patek. Pozor – profil kotouče podléhá opotřebení – je třeba jeho profil kontrolovat prostřednictvím příslušné měrky a upravovat na požadovaný tvar obtahovacím kamenem.
Obr. 28 Nasazení tvarového kotouče
– Upravit polohu omezovací patky profilu brusného kotouče (3). Prostřednictvím regulačního šroubu (4) a upínací vidlice stabilizovat řezný zub.
Obr. 29 Upravení polohy omezovací patky
– Snížit omezovací patku na požadovanou výšku (kontrola prostřednictvím měrky 2), kterou je třeba stabilizovat pro snížení ostatních patek pomocí regulačního šroubu. – S takto seřízeným přístrojem provést úpravu zbylých omezovacích patek řetězu. (21.3.2011,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf)
24
4. Metodika přípravných prací 4.1 Technická příprava před měřením 4.1.1. Prostředky pro laboratorní měření Pro laboratorní určení vlivu úhlu ostření řezacích článků na zpětný vrh přenosné řetězové pily budeme potřebovat následující prostředky: •
Pilové řetězy -
v počtu 3 kusů (Při laboratorním měření bylo užito řetězů
od renomované německé značky Stihl. Konkrétně model RM 25, který je pro svou nenáročnost na přesnost broušení, velmi používaný v běžném provozu). -
řetěz č.1 byl přebroušen z originálního úhlu (úhel ostření 30o ) na úhel 10o,
který se běžně používá při výrobě řeziva, kdy je řez veden podél dřevních vláken. -
řetěz č.2 byl přebroušen z originálního úhlu (úhel ostření 30o ) na úhel 45o
-
řetěz č.3 byl ponechán v originálním stavu (úhel ostření 30o )
•
Sada k ostření řezacích článků přenosné řetězové pily – Stihl
Sada obsahuje: - kulatý pilník opatřený držákem pilníku tzv. vodítkem - (v našem případě průměru 4,8 mm) určený k ostření řezné hrany pravého řezného zubu. Držák pilníku slouží pomůcka při určení požadovaného úhlu při ručním ostření. - plochý pilník – určený ke snižování omezovacího zubu (omezovací patky), tzn. k úpravě rozdílu hřbetního břitu a omezovacího zubu. Tento výškový rozdíl určuje sílu odebírané třísky dřeva v řezu. - univerzální měrka - pouzdro
25
•
Měřící zařízení
ÚLDT – měřící zařízení bylo vyvinuto pracovníky ústavu
lesnické a dřevařské techniky fakulty lesnické a dřevařské Mendlova univerzity v Brně. Zařízení bylo navrženo pro motorovou pilu Husqvarna XP242, kterou je toto zařízení osazeno. Jedná se vlastně o obdélníkový rám z kovového profilu, na kterém je umístěn pákový mechanismus. Pomocí tohoto pákového mechanismu je přenášena síla zpětného vrhu přes silový řetěz na silové čidlo. Samotné silové čidlo o rozsahu 2000N (Newtonů) je schopné měřit sílu jak v tahu, tak v tlaku. Silové čidlo je samostatně napájeno z elektrické sítě pomocí napájecího kabelu. Čidlo je propojeno datovým kabelem s počítačem.
4.1.2. Metodika přípravy pilových řetězů ostřením Pilové řetězy použité při laboratorním měření vlivu úhlu ostření řezacích článků na zpětný vrh přenosné řetězové pily byly ostřeny ručně v dílně ústavu lesnické a dřevařské techniky. Pomůcky potřebné pro ostření: -
Pracovní stůl opatřený dílenským svěrákem
-
Vodící lišta
-
Sada k ostření řezacích článků přenosné řetězové pily – Stihl
-
Ochranné pomůcky (pracovní oděv, ochranné rukavice, brýle)
Pracovní postup ostření: Do dílenského svěráku vsadíme vodící lištu a dostatečně přitáhneme. Při dotahování se snažíme, aby lišta byla v ideální vodorovné poloze, která je pro přesnost ostření velmi důležitá. Dále do vodící lišty vsadíme řetěz č.1, jehož úhel ostření 30o (originální úhel) chceme přebrousit na úhel 10o. Při ostření prostřednictvím držáku pilníku je pak třeba dodržovat následující zásady: -
Při ostření musí svírat držák pilníku s vodicí lištou úhel 90° (viz. obrázek)
Obr. 30 Správný úhel sevřený lištou a držákem pilníku
26
-
Řezný zub je ostřen pouze tahem držáku směrem vpřed. Při zpětném pohybu
je třeba držák nadzvednout -
Každý řezný zub je třeba ostřit stejným počtem tahů pilníku pro zachování stejné
délky všech ostřených zubů -
Snažíme se pracovat precizně pro dodržení minimálních odchylek jednotlivých
řezacích článků Po naostření všech řezných hran po celém obvodu pilového řetězu přejdeme ke snížení omezovacích zubů pomocí univerzální měrky. Postup při snížení omezovacího zubu: – Přiložit měrku souběžně na řetěz umístěný ve vodící liště a plochým pilníkem odstranit materiál přečnívající skrz měrku – Následně zaoblit omezovací zub do odpovídajícího profilu Užitečná pomůcka při ostření řetězu: -
pro kontrolu naostření všech řezacích článků je vhodné použít lihový
zvýrazňovací fix tak, že první námi naostřený řezací článek označíme fixem. Pokračujeme v ostření po obvodu řetězu, až se dostaneme k označenému řezacímu článku. Stejný způsobem postupujeme při ostření řetězu č.2, který ale chceme přebrousit na úhel 45o. Při ostření na tento ostrý úhel dbáme na zvýšenou pozornost bezpečnosti při práci. Důvodem je krátká vzdálenost mezi čelem řezacího článku a omezovacím zubem. Při ostření se pilník dostává do styku s boční hranou omezovacího zubu a tím způsobuje větší pracnost při ostření. Stejně jako u předchozího řetězu dbáme na přesnost broušení. Jakákoliv chyba při ostření se nám může negativně projevit při měření síly zpětného vrhu a tím nám i ovlivnit naměřené hodnoty. Řetěz č.3 je ponechán v původním stavu a je tedy z výroby naostřen na úhel 30°. Řetěz s originálním úhlem naostření řezacího článku je zařazen mezi zkusné řetězy z důvodu porovnání, zda má z daných řetězů nejnižší měřenou hodnotu zpětného vrhu a tedy nejvíce vyhovuje bezpečnostním kritériím při práci s RMŘP.
27
5. Metodika 5.1. Pomůcky pro měření 5.1.1. Měřící zařízení Měřící zařízení se skládá z několika vzájemně propojených částí: •
Měřící rám – měřící rám se skládá z vlastního rámu, který zajišťuje bezpečnost
a přesné zajištění měřeného vzorku při měření, pákového mechanismu a držáku pro silové čidlo. •
Ochranná podložka – ochranná podložka vložená pod měřící rám sloužící
jako bezpečnostní prvek při náhodném styku řetězu RMŘP s podložkou. Může být použita podložka z jakéhokoliv materiálu, který při styku s řetězem RMŘP nezpůsobí jeho otupení (např. OSB, pryž, guma, dřevovláknitá deska, dřevotřísková deska atd.) •
Motorová pila – pro měření byla použita motorová pila značky Husqvarna.
Konkrétně se jednalo o typ 242XP, který zcela vyhovoval požadavkům měření. Motorová pila Husqvarna 242XP osazena jednoválcovým zážehovým vzduchem chlazeným motorem o daných technických parametrech. Technické parametry použité motorové pily: - 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 - 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)
28
– rozteč řetězu je vzdálenost tří po sobě jdoucích nýtů řetězu motorové pily dělena dvěma.
Obr. 30 Rozteč řetězu motorové pily
- spojka: třecí odstředivá, záběr spojky od 3900 ot/min-1 - váha pily bez náplní a neosazená lištou a řetězem: 4,7 kg •
Silové čidlo – čidlo snímající přes silový řetěz sílu zpětného vrhu. Čidlo bylo
propojeno s počítačem, který zaznamenával výsledky měření. •
Otáčkoměr – přístroj k měření otáček motoru řetězové pily. Pro měření
byl použit přístroj od firmy Stihl •
Počítač – obsahující software DEWESoft, který slouží k zaznamenávání
silových měření, nebo k vyhodnocování míry vibrací, hluku atd. Software je produktem společnosti DEWEtron, která se zabývá vývojem a výrobou měřících a testovacích zařízení. Technické údaje o softwaru DEWESoft: Program je vytvořen s jasným záměrem, 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, analýzu a export. Konfigurace systému zahrnuje nastavení sériové komunikace použité pro řízení jednotlivých modulů, nastavení parametrů zabudované multifunkční karty – sytém 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. 29
Nastavení samotných modulů zahrnuje 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. 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. (20.3.2011, http://www.dewetron.com/cz/produkte/komponenten/software/dewesoft/)
30
5.1.2. Vzorky pro měření Vzorky použité při měření byly zvoleny z běžných domácích dřevin. Jako zástupce jehličnatých dřevin byl zvolen vzorek Picea abies (Smrk ztepilý) a jako zástupce listnatých dřevin vzorek Fagus sylvatica (Buk lesní). Vzorky byly krajinová prkna na vzduchu proschlá. Rozměry prken: SM – 900x400x25mm (délkaXšířkaXtloušťka) BK – 900x400x25mm (délkaXšířkaXtloušťka)
5.2. Vlastní měření míry zpětného vrhu 5.2.1 Měřící skupina - měřící skupina - pro měření síly zpětného vrhu laboratorní analýzou byla utvořena tříčlenná skupina. Skupina byla tvořena jednou osobou, která obsluhovala počítač a další osobou, která se starala o chod ruční motorové řetězové pily. Mezi tyto úkony spadalo uvedení řetězové pily do chodu nastartováním, pomocí volnoběžného šroubu (označeného T na levém boku ruční motorové řetězové pile) regulace otáček pily na potřebné hodnoty a následné uvedení pily do klidu vypnutím. Operace regulace otáček pily vyžadovala i obsluhu přístroje pro měření otáček motoru. Třetí osoba obsluhovala závěs měřícího rámu, do kterého byl pomocí šroubů upnut měřený vzorek. Po ukončení měření na dané dřevině vzorek vyměnila.
5.2.2. Popis dílčích operací měření zpětného vrhu - uchycení vzorku – pro uchycení měřeného vzorku sloužila posuvná část na měřícím rámu. Byl to příčník ze železného U-profilu, který se dal posouvat ve směru ke špičce motorové pily (ve směru podélné osy řetězové pily). Pro zajištění bezpečnosti a přesnosti měření byl opatřen šrouby, které sloužili k pevnému spojení k měřícímu rámu. Měřený vzorek byl na příčníku připevněn pomocí druhého U-profilu opatřeného šrouby pro uchycení měřeného vzorku, který byl spojen s příčníkem pomocí posuvného závěsu. Železný U-profil, který zajišťoval uchycení měřeného vzorku, měl pomocí posuvného závěsu schopnost pohybu kolmo na podélnou osu řetězové pily.
31
- nastavení softwaru počítače – po spuštění softwaru, bylo potřeba jej nastavit na silové měření a vyčkat, až software zkalibruje silové čidlo. Po kalibrování se založila nová složka pro měření, která se pro přehlednost nazvala zkratkou dřeviny, pro kterou byla založena a číslem, které označovalo, úhel naostření měřeného řetězu. Po těchto úkonech bylo možné započít měření. Pro optickou kontrolu probíhajícího měření se nastavilo zobrazení křivky silového měření na obrazovku monitoru. - uvedení řetězové pily do chodu – uvedení do chodu tzv. nastartování bylo provedeno klasickým manuálním způsobem, kdy obsluha řetězové pily zatáhla za startovací šňůru a tím uvedla motor řetězové pily do chodu. Po uvedení řetězové pily do chodu bylo zapotřebí zregulovat otáčky motoru na potřebnou hodnotu. V případě našeho měření byly ideální otáčky zvoleny na 8000 ot/min-1. Tato operace se prováděla pomocí tenkého šroubováku. S jehož pomocí se otáčelo šroubem, který slouží k regulaci volnoběžných otáček, až se otáčky zvýšily až na požadovaných 8000 ot/min-1. - přikládání měřeného vzorku na špičku lišty – tato operace byla ze všech operací měření zpětného vrhu řetězové pily nejvíce riziková. Z tohoto důvodu bylo zapotřebí dbát zvýšené opatrnosti, aby nikdo nebyl zraněn. Při této operaci obsluha přikládala měřený vzorek, uchycený šrouby k měřící části rámu na špičku lišty řetězové pily. Tímto byl vyvolán zpětný vrh řetězové pily, který byl přenesen na silové čidlo, které zaznamenalo jeho průběh. Po zaznamenání měření obsluha oddálila měřený vzorek od špičky lišty řetězové pily, v posuvném závěsu posunula měřený vzorek a postup měření opakovala. - analýza měření – po ukončení měření obsluha počítače pomocí softwaru vyhodnotila výsledky měření. Výsledky software automaticky uložil na pevný disk počítače, pro potřebu dalšího zpracování. Výsledky měření byly přepočteny z důvodu rozdílné velikosti rázové síly působící na špičce lišty přenosné pily a páce měřícího zařízení ÚLDT. Přepočet se provedl pomocí trojčlenky, kde se počítalo s následujícími daty. Vzdálenost mezi špičkou lišty přenosné pily a tyčovým čepem, který sloužila jako osa. Teoreticky by kolem této tyče lišta mohla opsat kružnici o určitém poloměru. Tato vzdálenost byla 49 cm. Dále byla pro výpočet použita délka páky měřícího zařízení ÚLDT, která měnila otáčivou sílu konanou zpětným vrhem na sílu posuvnou. Délka páky byla 23 cm.
32
Příklad výpočtu síly působící na špičce:
0,23*111,1= 25,553 => 25,553/0,49 = 52,12 Kde: • 0,23 je délka páky převedená na metry (základní jednotka délky) • 111,1 hodnota měření v N (Newton) • 25,553 výsledek, který byl následně dále použit pro další výpočet • 0,49 vzdálenost mezi čepem a špičkou lišty převedená na metry • 52,12 výsledek Pomocí toho přepočtu byla zjištěna síla působící na špičce lišty přenosné pily v okamžiku vzniku zpětného vrhu.
5.2.3. Vlastní postup měření míry zpětného vrhu Měřící rám byl umístěn volně na podlahu tak, aby kolem něho byl dostatečný prostor pro pohyb osob provádějících měření. Na měřící rám se umístilo silové čidlo, které se pomocí silového řetězu propojilo s měřící částí rámu. Na motorovou řetězovou pilu se nasadila vhodná lišta a ta se následně osadila řetězem. Sled použití řetězů, které se lišily pouze úhlem naostření řezacích článků, nebyl podstatný. V našem případě byl pro měření jako první použit řetěz, na kterém byly řezací články naostřeny na úhel 10O. Po osazení řetězové pily lištou a potřebným řetězem se zkontrolovaly a doplnily provozní kapaliny. Pro pohon motoru byl použit benzín, a to bezolovnatý Natural 95 mísený v poměru 1:50 s mazacím olejem určeným pro mazání dvoutaktních motorů. Další provozní kapalinou byl olej určený pro mazání řetězu a lišty řetězové pily. Byl použit biologicky odbouratelný olej určený pro mazání řezacích částí řetězových pil. Po doplnění provozních kapalin se řetězová pila upevnila pomocí šroubů k měřícímu rámu. Jako místo spojení řetězové pily a měřícího rámu posloužilo místo kde původně byla přední rukojeť řetězové pily. Přední rukojeť musela proto být odstraněna. Po umístění motorové řetězové pily na měřící rám se do prostoru, kde by mohlo dojít ke střetu řetězu motorové pily s podlahou, umístila ochranná podložka. V našem případě byla použita dřevotřísková deska. 33
Následně se do měřící části rámu upevnil měřící vzorek určený pro zkušební měření. Dále se provedlo zkušební uvedení řetězové pily do chodu a následné přiložení měřeného vzorku na špičku lišty. Bylo nutné provést nastavení vzdálenosti mezi špičkou lišty a měřeným vzorkem. Operace nastavení vzdálenosti probíhala následovně. Po uvolnění šroubů na posuvném příčníku se měřící část posouvala směrem ke špičce lišty řetězové pily tak, aby měřený vzorek byl v okamžiku styku se špičkou lišty řetězové pily v úhlu 90O s podélnou osou měřícího rámu. Tím bylo docíleno ideálních podmínek pro vznik zpětného vrhu. Po nastavení vzdálenosti byly šrouby na posuvném příčníku utaženy, aby byla zajištěna nastavená vzdálenost. Po ukončení zkušebního uvedení řetězové pily do chodu se pomocí datového kabelu zajistilo propojení silového čidla s počítačem. Silové čidlo bylo opatřeno vlastním napájením ze sítě, tak bylo potřeba zapojit čidlo samostatně do elektrické sítě. Po spuštění počítače byl načten software DEWESoft. V „nastavení měření“ bylo nastaveno měření síly. Po této operaci se software automaticky zkalibroval. Dále byla založena složka měření označena „BK_10“. BK jako oficiální zkratka pro dřevinu Fagus sylvatica (Buk lesní) a číslice, která udávala úhel naostření řezacích článků řetězu. Zkušební měřící vzorek byl následně vyměněn za vzorek, na kterém se provádělo již zaznamenávané měření. Jako první byl vybrán měřící vzorek dřeviny buk. Tímto bylo celé zařízení připraveno k měření. Pracovník, který zajišťoval obsluhu motorové řetězové pily, uvedl pilu do chodu. Následně k pile přiložil zařízení k měření otáček motoru a zreguloval otáčky na potřebnou hodnotu (8000 ot/min-1). Obsluha počítače zajistila zpuštění měření a sledovala průběh měření. Pracovník, který zajišťoval samotný styk měřeného vzorku se špičkou lišty řetězové pily, opatrně provedl tuto operaci. Při této operaci vznikl zpětný vrh pily. Po ukončení průběhu zpětného vrhu vzorek oddálil od lišty řetězové pily, v pantu závěsu měřící části rámu posunul měřený vzorek a pokračoval v dalším měření. Posunem byly zajištěny stejné podmínky pro vznik zpětného vrhu. Při opakovaném měření bylo ale zjištěno, že z důvodu značného přehřívání motoru při vysokých volnoběžných otáčkách, bylo trvalé udržení potřebných otáček takřka nemožné. Jistou roli na tomto jevu jistě sehrál i fakt, že použitá řetězová pila byla dříve používána v provozu a její části jevily známky opotřebení. Proto bylo během měření na jednotlivých vzorcích nutné maximálně po každém druhém měrném řezu, pilu vypnout, nechat ji zchladit a následně pokračovat v měření. 34
Tímto způsobem bylo na daném vzorku provedeno šest řezů, na kterých se zaznamenávala síla zpětného vrhu. Po ukončení měření pracovník, který obsluhoval počítač, provedl analýzu měření. Ta byla provedena automaticky pomocí softwaru DEWESoft. Z počítačové analýzy byly použity data pro zpracování výsledků. Jednalo se o data maximální síly zpětného vrhu. Maximální hodnoty se odečetly od nulové hodnoty a tím byla zjištěna výsledná hodnota jednotlivých měření. Hodnoty měření byly v jednotkách síly N (Newton). Tyto jednotky se následně přepočítaly na jednotky daN (dekanewtony). Převodní vztah pro přepočet 10 N = 1 daN. Po ukončení měření jedním řetězem (úhel naostření řezacích článků řetězu 10O) na jednom měřícím vzorku bylo možné dále pokračovat dvěma způsoby. V prvním případě by se vyměnil měřící vzorek buku za vzorek SM (Picea abies – Smrk ztepilý) a pokračovalo by se v měření stejným řetězem. Tato metoda nebyla uskutečněna z důvodu, že při opakovaném upínání vzorku do měřící části rámu by již nebylo možné zajistit stejné podmínky, jako při předchozím upnutí. Tímto by mohly vzniknout chyby měření. Proto byla zvolena metoda, při které se vyměnil řetěz na řetězové pile a pokračovalo se v měření na stejném vzorku BK (Fagus sylvatica – Buk lesní) tak, že vzorek byl posunut v pantu závěsu měřící části rámu. Po ukončení měření všemi řetězy na bukovém měrném vzorku se tento vzorek zaměnil na vzorek smrkový. Následně se na tomto vzorku provedlo měření se všemi řetězy. Pro měření byly použity dva předpřipravené řetězy, jejichž úhly řezacích článků byly přebroušeny na hodnoty 10O a 45O a jeden, který byl ponechán v originálním stavu. Hodnota úhlu řezacího článku tedy odpovídala 30O.
35
5.3. Postup měření aktuálního výkonu motorové pily Zjištění aktuálního výkonu motorové řetězové pily použité pro měření bylo nezbytné pro následné zpracování výsledků měření. Technické parametry udávané výrobcem se již nedaly považovat za relevantní z důvodu opotřebení jednotlivých částí motorové řetězové pily běžným provozem.
5.3.1. Pomůcky pro měření aktuálního výkonu motorové pily •
Silové čidlo – čidlo snímající přes silový řetěz sílu aktuálního výkonu motorové
pily. Čidlo bylo propojeno s počítačem, který vyhodnocoval výsledky měření. •
Otáčkoměr – přístroj k měření otáček motoru řetězové pily. Pro měření
byl použit přístroj od firmy Stihl. •
Počítač – obsahující software DEWESoft, který slouží pro vyhodnocení,
jak silových měření, tak např. i k měření vibrací, hluku atd. Software je produktem společnosti DEWEtron, která se zabývá vývojem a výrobou měřících a testovacích zařízení. •
Motorová pila – pro měření byla použita motorová pila značky Husqvarna.
Konkrétně se jednalo o typ 242XP. Jednalo se o stejnou pilu, která byla použita při zjišťování míry zpětného vrhu. Pily byla osazena lištou a řetězem. Typ řetězu nebyl podstatný, neboť sloužil pouze pro zjištění aktuálního výkonu motorové pily tahem. •
Silový řetěz – ten sloužil jako medium, které přenášelo aktuální výkon motorové
pily na silové čidlo. •
Pracovní stůl - opatřený dvěma dílenskými svěráky. Do jednoho svěráku bylo
upevněno silové čidlo a do svěráku druhého, který byl připevněn ke stejnému pracovnímu stolu, byla upevněna motorová řetězová pila.
5.3.2. Měřící skupina - měřící skupina – pro měření aktuálního výkonu motorové pily byla vytvořena pracovní skupina skládající se ze dvou pracovníků. První pracovník obstarával chod motorové pily a zjišťoval aktuální výši otáček motoru pomocí otáčkoměru. Druhý pracovník obstaral obsluhu počítače a současně sledoval nejvyšší naměřenou hodnotu výkonu motorové pily. 36
5.3.3. Popis dílčích operací měření aktuálního výkonu motorové pily - uchycení motorové pily – motorová pila byla upevněna do dílenského svěráku. Částí, která byla přímo sevřena, byla lišta motorové pily. Dotažení dílenského svěráku bylo provedeno až po zkontrolování zda nemůže dojít ke kontaktu řezacích článků řetězu motorové pily se svěrákem. - uchycení silového čidla – silové čidlo bylo upevněno do druhého dílenského svěráku. Tak, aby snímač silového čidla směřoval k liště motorové pily. - zahřátí motorové pily – pro zjištění aktuálního výkonu motorové pily bylo potřeba, aby pila byla v rozmezí provozních teplot. U studené pily by hrozilo, že kdyby byla vystavena nadměrnému zatížení za studena, mohlo by dojít k poškození jednotlivých částí. - propojení motorové pily a silového čidla – propojení bylo zajištěno silovým řetězem. K silovému čidlu byl připojen pomocí speciálního šroubu, který byl součástí silového čidla. K motorové pile, respektive k její řezací části byl silový řetěz připojen pomocí nýtového spojení řetězu s jedním s článků řetězu motorové pily - měření síly – po nastartování pily, která byla již v provozní teplotě, se započalo měření. Jeden pracovní přidával plyn motorové pily, dokud nedosáhla maximálního výkonu. Po dosažení maximálního výkonu motoru spojka motorové pily proklouzla, aby nedošlo přetížení, nebo udušení motoru. Stejný pracovník zjišťoval pomocí otáčkoměru maximální dosažené hodnoty otáček motoru. Druhý pracovník prováděl obsluhu počítače a zaznamenával hodnoty maximálních otáček motoru pily. Tyto hodnoty mu hlásil pracovník, který přímo měřil hodnoty otáček na motorové pile. - vyhodnocení měření – po ukončení měření byl pomocí softwaru počítače vyhodnocen aktuální výkon motorové pily použité pro měření míry zpětného vrhu.
5.3.4. Vlastní postup měření aktuálního výkonu motorové pily Jako první úkon bylo zvoleno řešení spojení řetězu motorové pily se silovým řetězem pro zajištění přenosu síly na silové čidlo. To bylo provedeno následovně. Řetěz určený pro měření byl roznýtován a znovu snýtován s tím, že do prostoru mezi článkem řetězu, který byl určen pro spojení a nýtem, byl vložen pásek vystřižený z plechu. Tento plechový pásek byl ohnut do tvaru podkovy a na svých koncích provrtán. 37
Tento vytvořený segment sloužil pro bezpečné propojení řetězu motorové pily a silového čidla. Segment byl vytvořen z plechu o jmenovité tloušťce 3 mm. Po snýtování se řetěz nasadil na lištu motorové pily. Dále do dílenského svěráku, kterým byl osazen pracovní stůl, byla uchycena pomocí čelistí svěráku motorová pila. Pila byla do svěráku upevněna přes lištu. Toto bylo nejlepší řešení jak z hlediska efektivity, tak z hlediska bezpečnosti. Při náhodném přetížení sevření lišty, by proti vytržení pily ze svěráku kinetickou energií stála konstrukce motorové pily, která by se opřela o čelisti dílenského svěráku. Dále bylo do druhého svěráku uchyceno silové čidlo. Směr snímače silového čidla byl ve stejné ose jako lišta motorové pily. Silové čidlo bylo pak propojeno pomocí datového kabelu s počítačem. Kabel napájení silového čidla byl zapojen do elektrické sítě. Po zpuštění softwaru DEWESoft proběhla automatická kalibrace silového čidla. V „nastavení měření“ bylo nastaveno měření síly. Dále byla vytvořena složka měření „MERENI_VYKON“. Tímto bylo vše připraveno pro započetí měření. Pro zajištění provozní teploty pracovník obsluhující motorovou pilu nastartoval a ponechal ve volnoběžných otáčkách. Zahřátí pily na provozní teplotu bylo důležité zejména, aby výsledky naměřeného výkonu odpovídaly výkonu při měření míry zpětného vrhu, kdy pila pracovala v rozmezí pracovních teplot. Velmi důležité bylo při procesu zahřívání pily mít zabrzděnou bezpečnostní brzdu pily. Při přenosu točivého momentu motoru přes třecí odstředivou spojku na řetěz by hrozil kontakt vytvořeného segmentu, který byl určen pro spojení se silovým řetězem s krytem spojky, nebo se zachycovačem přetrženého řetězu. To by mohlo způsobit poškození částí motorové pily, nebo přetržení řetězu. Po zahřátí byla motorová pila pomocí řetězu propojena se silovým čidlem. Na straně u čidla pomocí speciálního šroubu, který byl součástí čidla a na straně druhé pomocí běžného šroubu. Ten zajistil spojení konce řetězu se segmentem vytvořeným na článku řetězu motorové pily. Pak již pracovník
obsluhující
počítač
započal
měření
spuštěním
programu
přednastaveného pro silové měření. Pracovník obstarávající chod pily pilu nastartoval a okamžitě přidal plyn na maximální možné otáčky. Zároveň pomocí otáčkoměru měřil maximální otáčky, které byl motor schopen vyvinout. Tyto hodnoty maximálních otáček motoru hlásil obsluze počítače, která je zaznamenala. Pro ověření se toto měření třikrát opakovalo. Zjištěné data měření počítač zanalyzoval a dále byly použity pro účely zjišťování míry zpětného vrhu motorové pily.
38
5.4. Měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy Zjištění síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy bylo provedeno z důvodu zjištění potřebné síly zpětného vrhu.
5.4.1. Pomůcky pro měření •
Přenosná řetězová pila - Husqvarna XP242 použitá při předcházejícím měření
•
Silové čidlo – pro toto měření bylo čidlo umístěno do dílenského svěráku
snímačem kolmo vzhůru. Na snímač byla přiložena podložka, na kterou se volným pádem pouštěla lišta přenosné řetězové pily. •
Počítač – se softwarem DEWESoft, pro analýzu naměřených dat.
•
Krycí podložka – proti poškození snímače silového čidla, bylo použito dřevěné
prkno nespecifických rozměrů •
Pracovní stůl – stůl byl opatřen dílenským svěrákem, do kterého bylo upnuto
silové čidlo.
5.4.2. Měřící skupina - měřící skupina - byla tvořena dvěma pracovníky. Jeden pracovník obsluhoval počítač. Nastavil software na potřebný režim měření a sledoval průběh měření na obrazovce monitoru. Po ukončení měření vyhodnotil pomocí softwaru výsledky. Druhý pracovník obsluhoval přenosnou řetězovou pilu. Obsluha spočívala v usměrnění volného pádu lišty přes krycí podložku na silové čidlo.
5.4.3. Popis operací měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy - uchycení silového čidla – silové čidlo bylo upevněno do dílenského svěráku snímačem kolmo vzhůru. Na snímač byla umístěna krycí podložka, která sloužila jako ochranná pomůcka proti poškození silového čidla. Na tuto podložku při měření přímo dopadala špička lišty přenosné pily. - měření síly – po spuštění měření v programu DEWESoft, byla volným pádem puštěna špička lišty přenosné pily na krycí podložku, která sílu přenesla na silové čidlo. Před každým pokusem byla pomocí svinovacího metru odměřena výška pádu a zaznamenána. Bylo provedeno pět zkusných měření se změnou výšky, ze které byla pila pouštěna. 39
- vyhodnocení měření – po ukončení měření byla pomocí softwaru počítače vyhodnocena data, která byla následně použita ke zpracování.
5.4.4. Vlastní postup měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy řetězu Jako první operace bylo provedeno spuštění softwaru DEWESoft a jeho nastavení na silové měření. Dále bylo silové čidlo umístěno do dílenského svěráku a pěvně utaženo. Poté byla na silové čidlo umístěna krycí podložka, jako ochrana čidla, která zároveň
sloužila jako
plocha pro
dopad
špičky lišty přenosné pily.
Čidlo se pomocí datového kabelu propojilo s počítačem a pomocí napájecího kabelu bylo zapojeno do elektrické sítě. Pracovník obsluhující počítač nejdříve odměřil výšku špičky lišty nad krycí podložkou, zaznamenal ji, spustil měření a pozoroval průběh na obrazovce monitoru. Pracovník obsluhující přenosnou pilu ji uchopil určité výšce nad silovým čidlem a pak uvolnil ruku, která držela přední rukojeť. Pila volným pádem dopadla špičkou lišty na krycí podložku a ta sílu přenesla na snímač silového čidla. Tento postup se opakoval pětkrát se změnou výšky a průběžným zaznamenáváním výšky, při které byla již aktivovaná bezpečnostní brzda. Po ukončení měření, byla výsledná data zpracována počítačem, a dále použita.
40
6.
Výsledky
Výsledky měření míry zpětného vrhu byly převedeny z jednotek síly N (Newton) na jednotky rázové síly daN (dekanewton). Pro převedení platí převodní vztah 10N = 1daN. Pro lepší představu by se rázová síla v dekanewtonech dala prezentovat 1:1 jako kilogram. Z důvodu působení rozdílných sil na špičce lišty řetězové pily a na páce měřícího zařízení se výsledky měření přepočetly. Pro přepočet se použila trojčlenka. Z důvodů ideální konstrukce měřícího zařízení ÚLDT, kde páka přenášející sílu zpětného vrhu na silové čidlo je dlouhá 23cm a je tudíž identická se vzdáleností mezi přední a zadní rukojetí motorové pily Husqvarna XP242 nebylo potřeba pro výpočet síly působící na obsluhu přenosné pily přepočtu. Výsledky měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy jsou zpracovány v následující tabulce. Tabulka 2 Výsledky měření síly potřebné k sepnutí brzdy řetězu
číslo pokusu 1 2 3 4 5
výška pádu (cm) 20 25 30 35 40
hodnoty měření (N) 148,8 156,4 163,9 170,7 176,1
aktivace brzdy bez aktivace bez aktivace aktivace aktivace aktivace
Dle výsledků leží hodnota odpovídající síle potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy síla mezi 156,4 N (Kdy ještě nebyla brzda aktivována) a 163,9 N (kdy již brzda aktivována byla). Někde mezi těmito mezními hodnotami se nachází hodnota, při které dojde k aktivaci bezpečnostní brzdy. Rozmezí činí 7,5 N. Po přepočtení 0,75 daN. V následujících tabulkách jsou barevně odlišeny hodnoty, při kterých pravděpodobně již došlo k aktivaci bezpečnostní brzdy.
41
Tabulka 3 Dřevina BUK, úhel naostření řezacích článků 10°
Dřevina BK 10 1. 7400 ot.min-1 2. 9200 ot.min-1 3. 9000 ot.min-1 4. 7400 ot.min-1 5. 10500 ot.min-1 6. 10500 ot.min-1
Síla na špičce Síla působící na Naměřené daN hodnoty (N) (N) pracovníka (N) 109,7 233,7 233,7 23,4 81,96 174,6 174,6 17,5 75,06 159,9 159,9 16,0 86,74 184,8 184,8 18,5 83,32 177,5 177,5 17,7 136,03 289,8 289,8 29,0
Tabulka 4 Dřevina BUK, úhel naostření řezacích článků 30°
Dřevina BK 30 1. 7400 ot.min-1 2. 10400 ot.min-1 3. 10400 ot.min-1 4. 10400 ot.min-1 5. 10400 ot.min-1 6. 10400 ot.min-1
Síla na špičce Síla působící na Naměřené daN hodnoty (N) (N) pracovníka (N) 33,94 72,3 72,3 7,2 23,70 50,5 50,5 5,0 17,56 37,4 37,4 3,7 16,57 35,3 35,3 3,5 65,76 140,1 140,1 14,0 25,72 54,8 54,8 5,5
Tabulka 5 Dřevina BUK, úhel naostření řezacích článků 45°
Dřevina BK 45 1. 10400 ot.min-1 2. 10400 ot.min-1 3. 10200 ot.min-1 4. 10400 ot.min-1 5. 10400 ot.min-1 6. 10400 ot.min-1
Síla na špičce Síla působící na Naměřené daN hodnoty (N) (N) pracovníka (N) 156,30 333,0 333,0 33,3 154,94 330,1 330,1 33,0 102,33 218,0 218,0 21,8 113,08 240,9 240,9 24,1 159,69 340,2 340,2 34,0 150,02 319,6 319,6 32,0
42
Tabulka 6 Dřevina SMRK, úhel naostření řezacích článků 10°
Dřevina SM 10 1. 6400 ot.min-1 2. 6400 ot.min-1 3. 6400 ot.min-1 4. 8600 ot.min-1 5. 8900 ot.min-1 6. 8900 ot.min-1
Síla na špičce Síla působící na Naměřené daN hodnoty (N) (N) pracovníka (N) 69,94 149,0 149,0 14,9 71,21 151,7 151,7 15,2 84,63 180,3 180,3 18,0 134,71 287,0 287,0 28,7 141,57 301,6 301,6 30,2 165,98 353,6 353,6 35,4
Tabulka 7 Dřevina SMRK, úhel naostření řezacích článků 30°
Dřevina SM 30 1. 9400 ot.min-1 2. 9400 ot.min-1 3. 9400 ot.min-1 4. 9400 ot.min-1 5. 10400 ot.min-1 6. 10400 ot.min-1
Síla na špičce Síla působící na Naměřené daN hodnoty (N) (N) pracovníka (N) 0,75 1,6 1,6 0,2 1,36 2,9 2,9 0,3 2,86 6,1 6,1 0,6 5,12 10,9 10,9 1,1 22,91 48,8 48,8 4,9 26,47 56,4 56,4 5,6
Tabulka 8 Dřevina SMRK, úhel naostření řezacích článků 45°
Dřevina SM 45 1. 6400 ot.min-1 2. 8000 ot.min-1 3. 7400 ot.min-1 4. 11200 ot.min-1 5. 11200 ot.min-1 6. 11400 ot.min-1
Síla na špičce Síla působící na Naměřené daN hodnoty (N) (N) pracovníka (N) 44,78 95,4 95,4 9,5 90,64 193,1 193,1 19,3 93,22 198,6 198,6 19,9 114,20 243,3 243,3 24,3 143,02 304,7 304,7 30,5 165,55 352,7 352,7 35,3
43
7.
Diskuze
Jelikož problematika zpětného vrhu není problematikou obsáhlou, tak i zdrojů pro získání informací je velmi málo. Z tohoto důvodu nebyla nelezena žádná práce, se kterou by se daly porovnat naměřené hodnoty a vyhodnocené výsledky měření. Dle výsledků měření se dá usuzovat, že úhel ostření řezacích článků pilového řetězu má evidentní vliv na míru zpětného vrhu. Míra zpětného vrhu byla v našem případě ovlivněna řadou vnějších vlivů, které zkreslily hodnoty měření. Prvním činitelem, který dozajisté ovlivnil výsledky, bylo dřevo jako přírodnina. Dřevo samo o sobě může být velmi proměnlivé, a proto nelze zajistit pro každý pokus měření stejné podmínky. Dřevo může obsahovat v místě měření nějakou vadu, ať už v podobě suku, nebo jiné skryté vady, která může lokálně ovlivnit fyzikální vlastnosti dřeva použitého jako vzorek pro měření. Z tohoto důvodu jako další činitel ovlivňující přesnost a důvěryhodnost měření lze označit počet provedených pokusů, při nichž byly měřeny hodnoty velikosti vzniklého zpětného vrhu. V našem případě se jednalo o šest po sobě jdoucích měření. Pokud bych ve zkoumání vlivu ostření řezacích článků na zpětný vrh pokračoval i nadále formou diplomové práce, počet měření by se musel zvýšit. Tím by se zvýšila i přesnost naměřených dat. Další problém, se kterým jsme se při měření potýkali, byla rozdílná rychlost přítlaku měřeného vzorku na špičku lišty řetězové pily. Rozdílná rychlost byla způsobena subjektivní chybou způsobenou pracovníkem, který ručně přibližoval vzorek k liště, než došlo po styku obou těles ke vzniku zpětného vrhu. Pro zajištění identické rychlost přítlaku měřeného vzorku by se musel navrhnout a zhotovit mechanismus, který by tuto chybu měření eliminoval. Tímto mechanismem by se osadil námi použitý rám měřícího zařízení a tím by vyhovoval podmínkám měření pro diplomovou práci. Jedním
z faktorů,
který ovlivnil
pravděpodobně
nejvíce
naměřené
hodnoty,
byla motorová řetězová pila použitá při měření. Jednalo se o Husqvarnu typ XP242. Z důvodu, že použitá řetězová pila dříve sloužila pro výuku těžby, její díly vykazovaly známky opotřebení. Při měření bylo nutné nastavení a udržení konstantních otáček motoru použité řetězové pily. To bohužel u této pily nebylo možné. Po nastavení potřebných otáček pila byla schopna udržet si tuto hodnotu otáček jen po krátkou dobu. 44
Poté začaly otáčky kolísat a měření muselo být přerušeno. Pila se z důvodu chodu ve vysokých otáčkách bez zatížení rychle přehřívala a tím rozdělila měření na jednom vzorku na více pokusů. Je otázkou, jestli kdyby byla pro měření na diplomovou práci použita pila méně opotřebená, daly by se nastavit otáčky, které by byly konstantní po celou dobu měření na jednom vzorku. Bohužel při měření byla použita jenom jedna již zmiňovaná pila, takže možnost udržení konstantních identických otáček je věc čistě spekulativní. I přes všechny tyto faktory ovlivňující výsledky měření je mým názorem to, že úhel naostření řezacích článků řetězu má na zpětný vrh evidentní vliv a stálo by za to, pokračovat měřením v diplomové práci. V průběhu měření i při vyhodnocování výsledků jevil řetěz s originálním úhlem naostření (tj. 30°) nejmenší hodnoty zpětného vrhu.
45
8.
Závěr
Práce byla sestavena na základě literárních rešerší, řešících problematiku zpětného vrhu, jeho charakteristik a druhů. Obsahuje též rešerši bezpečnostních prvků eliminujících zpětný vrh. Dále se zabývá technickou specifikací řetězů přenosných pil, která je zaměřena na řetězy Oilomatic renomované německé firmy Stihl. V teoretické části se práce zabývá ostřením pilových řetězů, jak ručně pilníkem, tak i pomocí elektrických ostřících přístrojů. V části praktické byla zpracována v první řadě metodika přípravných prací, které předcházely vlastnímu měření vlivu ostření řezacích článků na zpětný vrh. Dále je zde podrobně zpracovaná metodika samotného měření. Ta byla rozdělena na metodiku měření míry zpětného vrhu, metodiku měření aktuálního výkonu motorové pily a metodiku měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy řetězu. Výsledky byly zpracovány pomocí matematických výpočtů a vloženy do tabulek dle dřeviny a úhlu ostření řezacích článků řetězu. V tabulkách jsou uvedeny hodnoty měření, síly působící na špičce lišty, síly působící na obsluhu přenosné řetězové pily a hodnoty rázové síly při určitých otáčkách motoru. V tabulkách jsou barevně odlišeny hodnoty měření zpětného vrhu, při kterých došlo k aktivaci bezpečnostní brzdy řetězu. Z výsledků měření bylo zřejmé, že úhel naostření řezacích článků pilových řetězů má jasný vliv na míru zpětného vrhu. Nejnižší hodnoty vykazoval řetěz, u kterého byl zachován originální úhel ostření. V diskuzi byly rozebrány nedostatky, které byly zjištěny v průběhu měření. Byla též navržena opatření a polemizováno, zda by navržená opatření kladně ovlivnily přesnost výsledků měření. Pokud
by
se
ve
výzkumu
pokračovalo
prostřednictvím
diplomové
práce,
bylo by nezbytné celou metodiku měření přepracovat a zajistit tak podmínky pro získání přesnějších a jednoznačnějších výsledků měření. Konkrétně by se pak jednalo o osazení měřícího rámu mechanismem, který by zajistil plynulý a stejnoměrný posun měřeného vzorku proti liště přenosné pily. Zajištění identických otáček motoru přenosné pily použité při měření.
46
Použitá pila pro měření míry zpětného vrhu pro bakalářskou práci nebyla schopna tyto identické otáčky udržet, proto byly výsledky negativně ovlivněny touto chybou. Tato chyba ale nebyla podstatná, protože bakalářská práce sloužila především k ověření metodiky pro pokračování v práci diplomové. V neposlední řadě je třeba zajistit vzorky pro měření z co nejvíce stejnorodého dřeva, které by neobsahovalo žádné vady. Tyto vady by způsobily rozdílné podmínky pro jednotlivá měření. V diplomové práci by bylo také nezbytné naměřené výsledky zpracovat statisticky.
47
9.
Summary
The aim of the study was to summarize and analyze literature dealing with problematic of back-kick risks for power chain saws. The next aim was to prepare set of saw chains with different sharpening angle of cutting elements; and on the force measuring device prepared by Department of Forest- and Forest Products Technology to test impact of sharpening angle. Obtained values than was necessary to compile and evaluate. The study was based on literature review related to power chain saw back-kick, its characteristics and sorts. Also contains summary of safety components which can eliminate the back-kick. Furthermore deals with technical parameters of saw chains with focus on Oilomatic saw chains produced by Stihl company. In the theoretical part deals with saw chain sharpening both manually using saw file and mechanically using sharpening device. In the practical part firstly was designed method of preliminary activities which need to be done before measurement of cutting element sharpening influence on power chain saw back-kick. Secondly was designed method of measurement. The method was divided into part solving back-kick rate, chainsaw output power and necessary force to activate saw chain break, respectively. Results were calculated based on mathematic equation, summarized in tables according to tree species and cutting element sharpening angle. In tables are presented forces reacting on top-bar, reacting operator and also impulse force. Values defining back-kick, when break was activated are colorized in the table. The results positively identified, that sharpening angle is directly affecting rate of back-kick. The lowest values were obtained in cases when original sharpening angle was preserved. In discussion were disadvantages of method and device identified and new better solutions were proposed. Based on discussion were designed precautions which should eliminate factors negatively affecting accuracy of measurement.
48
10. Použitá literatura NERUDA, J., ČERNÝ, Z., 2006. Motorová řetězová pila a křovinořez. První vyd. Praha , Ústav zemědělských a potravinářských informací, 90 s. ISBN 80-7271-175-X.
NERUDA, J., SIMANOV, V., 2006. Technika a technologie v lesnictví. První vyd. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 324 s. ISBN 80-7157-9882.
http://www.oregonchain.eu/cs/podpora/bezpecnostni-typy/zpetny-vrh.html, 21.3.2011
http://www.extol.eu/soubory/vyrobky/8895505_manual.pdf?PHPSESSID=9870885e40 dea40b4b52312fe9334aeb, 21.3.2011
http://www.stihl.cz/volny-cas/, magazín Stihl, zima 2008/2009, 21.3.2011
http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf, 21.3.2011
http://www.dewetron.com/cz/produkte/komponenten/software/dewesoft/, 21.3.2011
http://www.stihlusa.com/chainsaws/chain_brake.html,1.5.2011
http://www.husqvarna.com/uk/homeowner/products/chainsaws/240e-series-triobrake/, 1.5.2011 http://lesprace.silvarium.cz/content/view/2354/191/, 21.3.2011, Ing. Luboš Bartoš
49
11. Přílohy Fotodokumentace měření: Foto č.1 Měřící zařízení ÚLDT Foto č.2 Seřízení úhlu měření Foto č.3 Startování motorové pily Foto č.4 Vyhodnocování výsledků měření
50
foto č. 1 Měřící zařízení ÚLDT
foto č. 2 Seřízení úhlu měření
foto č. 3 Startování motorové pily
foto č. 4 Vyhodnocování výsledků měření