REFERENCE

NAPSALI O NÁS - Bezpečnost pásových dopravníků

Provoz pásových dopravníků je od nepaměti spojen s řadou potíží při zajišťování přenosových schopností jejich pohonů, které se v konečné fázi stále ještě projevují ve zvýšené úrazovosti, zejména té nejzávažnější – smrtelné.
Pro získání alespoň orientační představy lze uvést, že smrtelná úrazovost, k níž dochází v našich podmínkách v rámci celé skupiny dopravníků, se dlouhodobě podílí v rozsahu od 1,5 % do 3,9 % na celkové smrtelné pracovní úrazovosti České republiky, na této úrazovosti se pak z více než 58 % podílejí dopravníky pásové. Od 1.1. 2003 nabylo účinnosti Nařízení vlády č. 378/2001 Sb., kterým se stanoví bližší požadavky na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, přístrojů a nářadí. O uvedeném předpise byli čtenáři Logistiky informováni v č. 7-8 (1). Je logické, že tento důležitý bezpečnostní předpis se v plném rozsahu vztahuje i na zařízení pro plynulou dopravu nákladů – tudíž i na pásové dopravníky.

Ztráta přenosových schopností pohonu pásových dopravníků - základní problém jejich bezpečnosti

Základní nehodovou událost u pásových dopravníků dlouhodobě tvoří vtažení těla, resp. části těla člověka (především jeho ruky), která se podílí na asi 65% smrtelných úrazů. Přes 51% z nich pak představuje vtažení do místa náběhu dopravního pásu (unášecího prostředku) na buben pásového dopravníku. Jinými slovy: Ke každému třetímu smrtelnému úrazu v rámci celé skupiny dopravníků tedy dlouhodobě dochází při vtažení do místa náběhu unášecího prostředku na buben pásového dopravníku.

Z praxe je dostatečně známo, že ke vtažení (zejména ruky člověka a v krajním případě i celé osoby) do míst náběhu dochází nejčastěji při čištění bubnu, popř. dopravního pásu, a to při prokluzu dopravního pásu, kdy vzniká relativní pohyb dopravního pásu vůči poháněcímu bubnu, způsobený rozdílem rychlostí dopravního pásu a obvodové rychlosti hnacího bubnu. V krajním případě se může dopravní pás i zstavit. Znamená to tedy, že hlavní cesta úrazové prevence, sledující zajištění bezpečnosti pásových dopravníků, by měla sledovat otázku zajištění přenosových schopností pohonu pásového dopravníku, a to ve všech případech, které mohou při provozu nastat. K prokluzům dochází nejčastěji při nalepování zejména kluzkého a mokrého materiálu na povrch bubnu, popř. na vnitřní – dolní krycí vrstvu dopravního pásu.

Při provozu pásových dopravníků je tedy nutno zajistit takový stav třecích ploch, který byl předpokládán již při jejich návrhu, resp. výpočtu podle ČSN (2) – viz tabulka 1.

Tab. 1 – Hodnoty součinitele tření, mezi poháněcím bubnem a pryžovým pásem
Stav stykových ploch	Součinitel tření
Hladký ocelový buben	Pryžové obložení (šípové drážky)		Polyuretanové obložení (šípové drážky)	Keramické (šípové drážky)
Suché a čisté	0,35-0,4	0,4-0,45	0,35-0,4	0,40-0,45
Čisté a mokré	0,1	0,35	0,35	0,35-0,4
Mokré a znečištěné (jíl nebo hlína)	0,05-0,1	0,25-0,3	0,2	0,35

V literatuře je popsáno mnoho pracovních úrazů, ke kterým došlo při natírání dopravního pásu za chodu dopravníku různými prostředky (např. kalafunou, asfaltem apod.) pro zvýšení součinitele tření a zamezení vzniku prokluzů. Dokonce jsou známy případy dodatečného zdrsňování povrchu hnacího bubnu – např. nanášením svarových housenek za stejným účelem.

Naznačenou praxi je ale nutno co nejrozhodněji odmítnout, neboť při ní dochází jak k předčasnému znehodnocení dopravního pásu, tak zejména k vážnému ohrožení bezpečnosti obsluhy. Dodejme, že mazání bubnů, odstraňování nalepeného materiálu, čištění pásu apod. provádí obsluha či údržba nejčastěji právě za chodu dopravníku, resp. při vzniku prokluzu.

Možnosti zvýšení součinitele tření

Přijatelný způsob zvýšení hodnoty součinitele tření u pohonů pásových dopravníků představuje potažení povrchu hnacího bubnu materiálem o vyšší hodnotě součinitele smykového tření. Takovouto úpravu lze provést i dodatečně na již provozovaném zařízení, nutno ale dodat – po jeho zodpovědném technickém posouzení. Jako příklad lze uvést, že hodnoty součinitele tření u klasických bubnů s ocelovým hladkým povrchem jsou přibližně poloviční oproti stejnému pogumovanému bubnu v hladkém provedení, který dosud představuje nejčastěji realizované opatření ke zvýšení součinitele smykového tření.

Opatříme-li pogumovaný povrch bubnu ještě drážkováním – viz obrázek 1, potom hodnota součinitele tření dále naroste, přičemž progresivní nárůst hodnoty uvedeného součinitele je patrný u mokrých, ale zejména znečištěných povrchů, což vyplývá i z tabulky 2.

Tab.2 – Relativní nárůst hodnot součinitele tření u pogumovaných bubnů
Povrch bubnu		Stav stykových ploch
Suchý	Mokrý	Znečištěný
Ocelový hladký	(100%)	(100%)	(100%)
Pogumovaný hladký	180%	186,6%	125%
Pogumovaný drážkovaný-provedení 1	200%	240%	325%
Pogumovaný drážkovaný-provedení 2	250%	500%	512,5%
1)Poznámka: je uvažováno drážkování podle ČSN 26 3102, schválené 14.7. 1988 (3)-viz.obr.1

V poslední době se nejen v nejvyspělejších státech, ale již i u nás začínají při obkládání hnacích bubnů u pásových dopravníků využívat keramické destičky FLEX-LAG opatřené bradavkovitými výstupky. Praktické zkušenosti s těmito obklady jednoznačně prokázaly nejen zvýšení přenosových schopností tažné síly z takto upravených bubnů a tím i bezpečností příslušných pásových dopravníků, včetně bezpečnosti jejich obsluhy – a to i v porovnání s bubny pogumovanými, ale i zlepšení jejich provozuschopnosti. Jelikož lze předpokládat zájem naší logistické veřejnosti o bližší informace týkající se této novinky – též v souvislosti s naplňováním požadavků komentovaného Nařízení vlády č. 378/2001 Sb. (1), obrátil jsem se na Ing. Leo Boháče z firmy DvB AF, s.r.o., sídlící v Opavě, o poskytnutí bližších podrobností o materiálu FLEX-LAG a o možnostech jeho uplatnění, ale také o historický pohled na daný problém.

Již v minulosti se postupně přecházelo od čistě mechanických úprav hnacích bubnů, sledujících zvýšení součinitele tření, jako byly obklady plášťů bubnů dřevěným latěním, navařováním drátů apod., k úpravám povrchů plášťů vulkanizovanou gumou a následně gumou lepenou za studena. První krůčky k využití keramických materiálů vedly k přímým nástřikům keramiky na kovový povrch bubnů. Keramické materiály jsou sice značně tvrdé, otěruvzdorné, tepelně odolné, ale i velice křehké, na což doplatily první pokusy založené na přímém nástřiku keramiky.

V další fází se křehkost keramiky začala eliminovat vytvářením kostek z keramiky drcené, spojované pomocí lepidla na bázi polymerů, které byly zvulkanizovány v gumových pásech, jež se následně lepily na kovový povrch bubnů. Tento následný krok ve snaze o zvýšení součinitele smykového tření vyloučil křehkost keramického materiálu tím, že keramika byla ukládána do odpruženého lůžka z gumy. Takto byla křehkost sice odstraněna, ale nastoupil další problém, polymer se časem začal rozkládat, čímž docházelo k vydrolování keramiky a tím i k znehodnocení celého povrchu pláště bubnu. V další etapě byly nastoupeny dvě cesty dalšího postupu.

První cesta sledovala zdokonalení spojovacího lepidla, touto se vydali zejména ve Francii. Druhá cesta, kterou nastoupili Američané (Australané) a také Němci, vedla k vývoji destiček ze slinuté keramiky – oxidu uhličitého. Destičky o rozměrech 20 x 20 mm opatřené výstupkovými povrchy (podobně jako u stavebnice LEGO) se následně zvulkanizovaly do pásu gumy (obrázek 2). Popsané provedení je určeno jak pro nevýbušné, tak i výbušné prostředí. Firmou DvB-AF nabízený výrobek FLEX-LAG představuje druhou cestu vývoje, jeho dokonalejší forma pod označením FLEX-LAG-WELD umožňuje potažení hnacích bubnů pomocí technologie svařování (obrázek 3), čímž se zcela eliminují problémy spojené s lepením bubnů.

K hlavní přednostem FLEX-LAG keramiky oproti dříve používaným obkladovým materiálům patří zvýšení součinitele tření zejména v nejtěžších provozních podmínkách, kdy dochází ke značnému znečišťování stykových ploch mezi povrchem hnacího bubnu a dopravním pásem. Jak uvádí Ing. Boháč, hodnoty součinitele smykového tření dosahované v běžných provozních podmínkách, které se mohou i značně odchylovat od hodnot výpočtových (viz předcházející tabulku), jsou přibližně následující:

0,15 – 0,20 – pro hladké ocelové bubny
0,35 – 0,45 – pro pogumované bubny s gumou o tvrdosti zhruba 60 Sh, přičemž vlivem stárnutí – tvrdnutí gumy se tato hodnota časem snižuje až 0,75 – pro keramiku lepenou
zhruba 0,97 i více – pro keramiku FLEX-LAG

S ohledem na bradavkovité výstupky, kterými jsou keramické destičky FLEX-LAG opatřeny, neměl by se při jejich použití prokluz vyskytovat. Bradavkovité výstupky se totiž „zaboří“ do relativně měkké krycí vrstvy dopravního pásu a takto vytvořený „spoj“ se chová jako ozubený převod. Klasický prokluz může nastat pouze v jednom případě, že příslušný dopravník stojí, povrch pásu namrzne a při rozjezdu dopravníku dojde k dráze záběru bradavkovitých výstupků k drcení této zledovatělé vrstvy.

Provozní zkušenosti, které získala firma DvB-AF, s.r.o. s keramikou FLEX-LAG, jsou značné. Za zmínku stojí i to, že za přispění Českého báňského úřadu a Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava byla provedena certifikace vlastností a struktury uvedené keramiky, pričemž Ing. Boháč s hrdostí dodává, že jsme dosud jedinou zemí, kde bylo takovéto hodnocení uskutečněno. V průběhu deseti let byly získány následující kladné zkušenosti:

bezproblémový rozběh dopravního pásu
výrazné zvýšení bezpečnosti provozovaných zařízení – například zcela odpadly problémy spojené s rozjezdem dopravníků, které tvořily nejčastější příčinu smrtelných úrazů registrovaných při jejich provozu a údržbě
vysoká životnost upraveného bubnu – po celou dobu provedené úpravy, tj. 10 let
úspora elektrické energie – v souvislosti s bezproblémovým rozjezdem dopravníku možnost instalace motoru o nižším výkonu
úspora pracovních sil – původně nutných pro obnovení provozu prokluzujícího dopravníku
možnost prodloužení tratí pásových dopravníků (zhruba o 30 %) – při ponechání stávajícího motoru
odolnost keramiky proti chemikáliím
elektrostatická nevodivost použité keramiky

Ing. Leo Boháč připoměl i problémy spojené se selháním „lidského faktoru“, které firma v průběhu sledovaného období zaznamenala a to: vlivem neprofesionálního spojení dopravního pásu pomocí hřebíků ohnutých do protisměru běhu pásu vznikla mechanická porucha, kdy vlivem zahnutých hřebíků došlo k „vypíchnutí“ keramiky z gumového lůžka

vlivem přehřátí hřídele a následně i bubnu od zadřeného ložiska došlo k vypálení nalepené gumy s keramickými destičkami
byl zaznamenán případ "ukroucení" hřídele bubnu pásového dopravníku, který byl původně počítán na vliv prokluzu

Již bylo uvedeno, že jednotlivé úpravy pásových dopravníků by měly být prováděny až po zodpovědném posouzení příslušného zařízení, přičemž uvedený názor má všeobecnou platnost. Pro řešení naznačeného problému (kdy nelze např. provést výměnu stávajícícho motoru), lze použít rozběhové zařízení pro příslušný elektromotor, vylučující vznik popsané havárie.

Bubny obložené keramikou FLEX-LAG jsou provozuschopné i v těch nejtěžších provozních podmínkách. Při vzniku blátivých nánosů již způsob osazení keramických destiček na bubnu umožňuje částečné vytěsňování nánosového materiálu z povrchu bubnu – podobně jako pomocí drážkování u bubnů pogumovaných. Přitom blátivé nánosy lze odstranit i proudem vody. Takto upravený buben přestává být nejslabším článkem celého pásového dopravníku. Navíc jej již není nutno osazovat dřívější nutnou indikací – např. prvkem na hlídání teploty apod.

Rozsah služeb poskytovaných firmou DvB-AF je ale podstatně širší, zaměřuje se na nové prvky zdokonalující funkčnost a bezpečnost pásové dopravy a to pro nejrůznější odvětší. Příkladem může být elektrické zařízení Soft-start (výrobce Ostroj-Hansen+Reinders, spol. s r.o.), umožňující měkký-plynulý rozběh elektromotorů pomocí výpočetní techniky, zajišťující vysoký koeficient tření zejména v průběhu rozběhu a najíždění pásových dopravníků. Dále lze uvést jednocestné ložisko, nahrazující u dopravníků nejen brzdu, ale zabraňující i jakémukoliv jeho zpětnému chodu. Tvarová tělíska umístěná mezi vnějším a vnitřním kroužkem ložiska vytvoří při počátku zpětného chodu dopravníku sevření, které vede ke zvýšení brzdného výkonu a současně zajistí blokování celého zařízení.

Vedle dodávek dopravních pásů, včetně pásů speciálních (otěruvzdorných, odolných olejům, mrazu, tepelnému namáhání apod.) firma DvB-AF zajišťuje i spojování pásů, včetně oprav trhlin u pásů všech tlouštěk. Bližší informace lze získat na tel. 602 532 389

Ing. Antonín Dušátko

LITERATURA:

(1) Dušátko, A: Nařízení vlády č. 378/2001 Sb. – důležitý předpis k zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, Logistika 2002, číslo 7-8, s. 18
(2) ČSN ISO 5048 (26 3102) – Zařízení pro plynulou dopravu nákladů. Pásové dopravníky s nosnými válečky. Výpočet výkonu a tlakových sil
(3) ČSN 26 3102 Dopravní zařízení. Pásové dopravníky. Zásady výpočtu, schválené 14.7.1988 s účinností od 1.7.1989