Page 1

DOPRAVNÍ A MANIPULAČNÍ TECHNIKA Ing. Robert BRÁZDA, Ph.D. Ing. Jan VYLETĚLEK Ing. Petr GŰNTHER Ing. Kamil SKÁCEL Bc. Jaroslav GRABEC Bc. Jakub ŽALČÍK

Ostrava 2013

Tyto studijní materiály vznikly za finanční podpory Evropského sociálního fondu a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu OP VK CZ.1.07/2.2.00/15.0462 „Virtuální vzdělávání v dopravě“.


těžní zařízení Kolektiv autorů

Název:

Dopravní systémy v průmyslových podnicích

Autoři:

Brázda R., Vyletělek J., Gűnther P., Skácel K., Grabec J., Žalčík J.

Vydání:

první, 2013

Počet stran:

123

Náklad:

5

Studijní materiály pro studijní obor Konstrukční a procesní inženýrství, specializace Dopravní stroje a manipulace s materiálem, Fakulta strojní Jazyková korektura: nebyla provedena.

Tyto studijní materiály vznikly za finanční podpory Evropského sociálního fondu a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost. Název: Virtuální vzdělávání v dopravě Číslo: CZ.1.07/2.2.00/15.0462 Realizace: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava/Univerzita Pardubice

© Brázda R., Vyletělek J., Gűnther P., Skácel K., Grabec J., Žalčík J. © Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Univerzita Pardubice ISBN 978-80-248-3257-9

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

2


těžní zařízení Kolektiv autorů

POKYNY KE STUDIU Dopravní a manipulační technika Pro předmět Dopravní a manipulační zařízení v 5. semestru oboru Dopravní stroje a manipulace s materiálem jste obdrželi studijní balík obsahující: • integrované skriptum pro distanční studium obsahující i pokyny ke studiu, • přístup do e-learningového portálu obsahující doplňkové animacemi vybraných částí kapitol, • CD-ROM s doplňkovými animacemi vybraných částí kapitol.

Prerekvizity Pro studium tohoto předmětu se předpokládá absolvování předmětu Fyzika I., Matematika I., Statika a Dynamika I.

Cílem předmětu Cílem je seznámení se základními pojmy z oblasti manipulace se sypkými hmotami, dopravníky, zdvihadly či jeřáby. Po prostudování modulu by měl student být schopen identifikovat jednotlivé typy dopravníků.

Pro koho je předmět určen Modul je zařazen do bakalářského studia oboru Dopravní stroje a manipulace s materiálem studijního programu Strojírenství, ale může jej studovat i zájemce z kteréhokoliv jiného oboru, pokud splňuje požadované prerekvizity. Skriptum se dělí na části, kapitoly, které odpovídají logickému dělení studované látky, ale nejsou stejně obsáhlé. Předpokládaná doba ke studiu kapitoly se může výrazně lišit, proto jsou velké kapitoly děleny dále na číslované podkapitoly a těm odpovídá níže popsaná struktura.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

3


těžní zařízení Kolektiv autorů

Při studiu každé kapitoly doporučujeme následující postup: Čas ke studiu: xx hodin Na úvod kapitoly je uveden čas potřebný k prostudování látky. Čas je orientační a může vám sloužit jako hrubé vodítko pro rozvržení studia celého předmětu či kapitoly. Někomu se čas může zdát příliš dlouhý, někomu naopak. Jsou studenti, kteří se s touto problematikou ještě nikdy nesetkali a naopak takoví, kteří již v tomto oboru mají bohaté zkušenosti.

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat … Definovat … Vyřešit …

Ihned potom jsou uvedeny cíle, kterých máte dosáhnout po prostudování této kapitoly – konkrétní dovednosti, znalosti.

Výklad Následuje vlastní výklad studované látky, zavedení nových pojmů, jejich vysvětlení, vše doprovázeno obrázky, tabulkami, řešenými příklady, odkazy na animace.

Shrnutí pojmů Na závěr kapitoly jsou zopakovány hlavní pojmy, které si v ní máte osvojit. Pokud některému z nich ještě nerozumíte, vraťte se k nim ještě jednou.

Otázky Pro ověření, že jste dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dispozici několik teoretických otázek.

Úspěšné a příjemné studium s tímto učebním textem Vám přejí autoři. Brázda R., Vyletělek J., Gűnther P., Skácel K., Grabec J., Žalčík J.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

4


těžní zařízení Kolektiv autorů

OBSAH 1

TĚŽNÍ ZAŘÍZENÍ ..................................................................................................... 11 1.1

Rozdělení těžních zařízení ..................................................................................... 11

1.2

Bubnové těžní zařízení ........................................................................................... 12

1.3

Těžní stroje s třecím kotoučem ............................................................................. 14

1.4

Pohony těžních zařízení ......................................................................................... 15

1.5

Těžní nádoby, lana a závěsy .................................................................................. 16

1.6

1.7

2

3

1.5.1

Dopravní nádoby ................................................................................................. 17

1.5.2

Vedení dopravních nádob ................................................................................... 17

1.5.3

Těžní a vyrovnávací lana, závěsy ....................................................................... 18

Těžní věže a vybavení na povrchu ........................................................................ 19 1.6.1

Těžní věže pro těžní stroje na úrovni ohlubně jámy ........................................ 19

1.6.2

Těžní věže vícelanových těžních zařízení........................................................... 20

1.6.3

Šachetní budovy a oběhy vozů ............................................................................ 20

Těžní jámy a vybavení pater ................................................................................. 21 1.7.1

Výstroj těžních jam ............................................................................................. 21

1.7.2

Náraziště na patrech............................................................................................ 22

1.7.3

Plnící stanice skipů .............................................................................................. 23

HŘEBLOVÉ DOPRAVNÍKY ................................................................................... 25 2.1

Definice hřeblového dopravníku ........................................................................... 25

2.2

Hlavní části hřeblového dopravníku .................................................................... 27

2.3

Používané typy hřeblových dopravníků - společnost OSTROJ ........................ 28 2.3.1

Porubové hřeblové dopravníky .......................................................................... 29

2.3.2

Podporubové hřeblové dopravníky.................................................................... 29

PÁSOVÉ DOPRAVNÍKY .......................................................................................... 31 3.1

3.2

3.3

Konstrukce pásových dopravníků ........................................................................ 31 3.1.1

Nasazovací konstrukce ........................................................................................ 32

3.1.2

Lanová konstrukce .............................................................................................. 32

3.1.3

Šroubovaná konstrukce ...................................................................................... 32

Pohony pásových dopravníků ............................................................................... 33 3.2.1

Násuvný elektropohon......................................................................................... 33

3.2.2

Bubnový pohon s integrovaným elektromotorem ............................................ 33

Napínání pásových dopravníků ............................................................................ 34 VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

5


těžní zařízení Kolektiv autorů

3.4

4

3.3.1

Zařízení s kompenzací jen trvalého prodloužení bubnu .................................. 34

3.3.2

Zařízení kompenzující trvalé i pružné prodloužení pásu ................................ 35

Válečky a bubny pásových dopravníků ............................................................... 35 3.4.1

Válečky pásových dopravníků............................................................................ 35

3.4.2

Bubny pásových dopravníků .............................................................................. 36

ZÁSOBNÍKY............................................................................................................... 38 4.1

Rozdělení zásobníků dle ČSN 73 5570................................................................. 38

4.2

Rozdělení zásobníků dle tvaru .............................................................................. 39 4.2.1

Pravoúhlé zásobníky ........................................................................................... 39

4.2.2

Válcové zásobníky ............................................................................................... 39

4.2.3

Kombinované zásobníky ..................................................................................... 40

4.2.4

Stacionární sila..................................................................................................... 40

4.2.5

Transportní sila ................................................................................................... 41

4.2.6

Speciální sila, násypky, nádrže ........................................................................... 41

4.2.7

Pojezdová sila a konstrukce ................................................................................ 42

4.2.8

Homogenizační sila .............................................................................................. 42

4.3 Legislativa pro skladovací zařízení sypkých hmot (zásobníky, sila, bunkry, násypky) 43

5

4.3.1

Nařízení vlády č. 378/2001 Sb. příloha č. 5 ........................................................ 43

4.3.2

ČSN ISO 8456 ...................................................................................................... 45

POHONY ŠNEKOVÝCH DOPRAVNÍKŮ .............................................................. 48 5.1

5.2

5.3

Základní části šnekového dopravníku .................................................................. 48 5.1.1

Šnek....................................................................................................................... 49

5.1.2

Žlab ....................................................................................................................... 49

5.1.3

Vodící ložiska šneku ............................................................................................ 50

5.1.4

Pohon .................................................................................................................... 50

5.1.5

Převodovka........................................................................................................... 51

5.1.6

Variátor ................................................................................................................ 51

Typy převodů .......................................................................................................... 52 5.2.1

Řemenový převod ................................................................................................ 52

5.2.2

Řetězový převod................................................................................................... 52

5.2.3

Spojení přímé ....................................................................................................... 52

Regulace otáček elektromotoru ............................................................................. 53 5.3.1

Spouštění asynchronního motoru....................................................................... 53

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

6


těžní zařízení Kolektiv autorů

5.4

5.5

6

5.3.2

Regulace otáček změnou skluzu ......................................................................... 54

5.3.3

Regulace otáček změnou kmitočtu ..................................................................... 54

5.3.4

Regulace změnou pólů ......................................................................................... 54

Brzdění .................................................................................................................... 55 5.4.1

Brzdění protiproudem......................................................................................... 55

5.4.2

Brzdění generátorické ......................................................................................... 55

5.4.3

Brzdění dynamické .............................................................................................. 55

Výpočet šnekových dopravníků ............................................................................ 56 5.5.1

Otáčky šneku........................................................................................................ 56

5.5.2

Rychlost pohybu materiálové vrstvy.................................................................. 56

5.5.3

Výpočet dopravovaného množství ..................................................................... 57

5.5.4

Příkon elektromotoru .......................................................................................... 57

KOLEJOVÁ DOPRAVA ........................................................................................... 59 6.1

Lokomotivy ............................................................................................................. 59

6.2

Značení lokomotiv a vozů ...................................................................................... 61

6.3

6.2.1

Značení lokomotiv 1925 - 1987 ........................................................................... 61

6.2.2

Značení lokomotiv od roku 1988 ........................................................................ 61

6.2.3

Mezinárodní značení hnacích vozidel ................................................................ 62

6.2.4

Značení vozů nákladní dopravy ......................................................................... 62

6.2.5

Vybrané lokomotivy ............................................................................................ 63

Typy vozů pro přepravu sypkého a kusového materiálu ................................... 64 6.3.1

Otevřené vozy řady E .......................................................................................... 65

6.3.2

Otevřené vozy řady F .......................................................................................... 65

6.3.3

Otevřené vozy řady O ......................................................................................... 65

6.3.4

Kryté vozy řady G ............................................................................................... 66

6.3.5

Kryté vozy řady H ............................................................................................... 66

6.3.6

Chladicí vozy řady I ............................................................................................ 66

6.3.7

Dvounápravové plošinové vozy řady K ............................................................. 66

6.3.8

Plošinové vozy řady L ......................................................................................... 67

6.3.9

Plošinové vozy řady R ......................................................................................... 67

6.3.10

Plošinové vozy řady S .......................................................................................... 67

6.3.11

Vozy s otevírací střechou - řada T ..................................................................... 68

6.3.12

Speciální vozy řady U .......................................................................................... 68

6.3.13

Cisternové vozy řady Z ....................................................................................... 68

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

7


těžní zařízení Kolektiv autorů 6.3.14

6.4

6.5

7

Úzkorozchodné vagóny ....................................................................................... 69

Výhybky, kolejnice a pražce .................................................................................. 70 6.4.1

Druhy výhybek..................................................................................................... 70

6.4.2

Součásti výhybek ................................................................................................. 70

6.4.3

Návěstidlo ............................................................................................................. 70

6.4.4

Přídržnice ............................................................................................................. 71

6.4.5

Opornice (oporná kolejnice) ............................................................................... 71

6.4.6

Srdcovka ............................................................................................................... 71

6.4.7

Kolejnice ............................................................................................................... 71

6.4.8

Železniční svršek.................................................................................................. 72

6.4.9

Typy kolejnic........................................................................................................ 72

6.4.10

Tvary kolejnic ...................................................................................................... 72

6.4.11

Kolejnice v dolech ................................................................................................ 72

6.4.12

Pražce ................................................................................................................... 72

Speciální železniční technika v dolech .................................................................. 74 6.5.1

Elektrické trolejové důlní lokomotivy ............................................................... 75

6.5.2

Elektrické akumulátorové důlní lokomotivy..................................................... 75

6.5.3

Motorové důlní lokomotivy ................................................................................ 75

6.5.4

Vzduchové důlní lokomotivy .............................................................................. 76

POHONY KOREČKOVÝCH DOPRAVNÍKŮ ....................................................... 77 7.1

7.2

Konstrukce korečkových dopravníků .................................................................. 78 7.1.1

Korečky ................................................................................................................ 78

7.1.2

Tažný prvek ......................................................................................................... 78

7.1.3

Nosná konstrukce ................................................................................................ 79

7.1.4

Pohon .................................................................................................................... 79

7.1.5

Napínání ............................................................................................................... 79

Pohony korečkových dopravníků ......................................................................... 79 7.2.1

Elektrické pohony................................................................................................ 80

7.2.2

Externí elektromotor ........................................................................................... 80

7.2.3

Stejnosměrné elektromotory .............................................................................. 81

7.2.4

Střídavé elektromotory - synchronní ................................................................. 81

7.2.5

Asynchronní elektromotory ................................................................................ 81

7.2.6

Elektrobubny ....................................................................................................... 83

7.2.7

Převodovky........................................................................................................... 83

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

8


těžní zařízení Kolektiv autorů

8

9

7.2.8

Spojky ................................................................................................................... 84

7.2.9

Brzdy..................................................................................................................... 84

7.2.10

Napínání šroubem ............................................................................................... 85

7.2.11

Napínání pružinou ............................................................................................... 85

7.2.12

Gravitační napínání............................................................................................. 86

REDLEROVÉ DOPRAVNÍKY ................................................................................. 87 8.1

Rozdělení redlerů ................................................................................................... 88

8.2

Konstrukční prvky redleru ................................................................................... 89 8.2.1

Poháněcí stanice ................................................................................................... 89

8.2.2

Tažný prostředek – řetěz .................................................................................... 89

8.2.3

Žlab ....................................................................................................................... 89

PNEUMATICKÁ DOPRAVA ................................................................................... 91 9.1

Fluidní pneumatická doprava ............................................................................... 92

9.2

Pneumatická doprava ve vznosu ........................................................................... 94

9.3

9.2.1

Nízkotlaká pneumatická doprava ...................................................................... 94

9.2.2

Středotlaká pneumatická doprava ..................................................................... 94

9.2.3

Vysokotlaká pneumatická doprava ................................................................... 95

Pneumatická doprava speciální ............................................................................ 96 9.3.1

10

Kombinace pneudopravních systémů ................................................................ 96

VIBRAČNÍ DOPRAVA ............................................................................................. 98 10.1

10.2

10.3

Rozdělení vibračních dopravníků ...................................................................... 99 10.1.1

Dle pohybu materiálu na žlabu - Dopravníky impulzní................................... 99

10.1.2

Dle pohybu materiálu na žlabu - Dopravníky s mikrovrhem.......................... 99

10.1.3

Dle druhu žlabu - Žlabové .................................................................................. 99

10.1.4

Dle druhu žlabu - Trubkové ............................................................................... 99

Vibrační podavače a třídiče .............................................................................. 100 10.2.1

Vibrační žlabové podavače ............................................................................... 100

10.2.2

Vibrační podavače s elektromagnetickým budičem ....................................... 100

10.2.3

Vertikální dopravníky a zásobníky .................................................................. 101

10.2.4

Vibrační třídiče .................................................................................................. 101

Hlavní části stroje .............................................................................................. 101 10.3.1

Žlaby ................................................................................................................... 101

10.3.2

Vibrační pohon .................................................................................................. 102

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

9


těžní zařízení Kolektiv autorů 10.3.3

10.4 11

Výpočet vibračního dopravníku ....................................................................... 103

ČLÁNKOVÉ DOPRAVNÍKY ................................................................................. 105 11.1

11.2

11.3 12

Prvky pružného uložení .................................................................................... 103

Rozdělení článkových dopravníků ................................................................... 106 11.1.1

Dle možného pohybu článkového dopravníku ................................................ 106

11.1.2

Podle způsobu vedení článkového pásu ........................................................... 106

11.1.3

Podle velikosti článků ........................................................................................ 106

11.1.4

Podle tvaru článků: ........................................................................................... 106

Konstrukční prvky článkových dopravníků ................................................... 107 11.2.1

Článkový pás ...................................................................................................... 107

11.2.2

Pohony článkových dopravníků ....................................................................... 108

11.2.3

Napínání ............................................................................................................. 109

Výpočet článkového dopravníku ...................................................................... 109

DOPRAVA NA PNEUMATIKÁCH ....................................................................... 114 12.1

12.2

NÁKLADNÍ VOZY ........................................................................................... 115 12.1.1

Historie nákladních vozů na území ČR ........................................................... 115

12.1.2

Dodávky .............................................................................................................. 116

12.1.3

Distribuční vozy pro lokální dopravu .............................................................. 116

12.1.4

Distribuční vozy pro národní dopravu ............................................................ 116

12.1.5

Stavební vozy ..................................................................................................... 116

12.1.6

Technika nákladních vozů ................................................................................ 117

NÁVĚSY A PŘÍVĚSY ....................................................................................... 118 12.2.1

12.3

Technika návěsů ................................................................................................ 118

DOPRAVA V DOLECH A LOMECH ............................................................ 120 12.3.1

Kolová doprava v dolech................................................................................... 120

12.3.2

Kolová doprava v lomech ................................................................................. 121

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

10


těžní zařízení Kolektiv autorů

1

TĚŽNÍ ZAŘÍZENÍ

Těžní zařízení je komplex strojních zařízení určených k dopravě osob a zejména nákladů na laně z povrchu do podzemí hlubinného dolu a naopak. V této kapitole budou těžní zařízení rozčleněna dle jednotlivých kritérií, dále budou zdůrazněna dvě nejčastější konstrukční řešení, a to bubnové těžní stroje a stroje s třecím kotoučem.

1.1 Rozdělení těžních zařízení Čas ke studiu: 15 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Rozčlenit jednotlivé těžní zařízení podle různých kritérií

Výklad

Dle způsobu dopravy dělíme těžní zařízení: • •

jednočinné dvojčinné Dle druhu dopravních nádob:

• • •

klecové skipové okovy Dle pohonu těžního stroje:

• • •

vzduchové hydraulické elektrické Dle typu těžního stroje:

• • • •

bubnové bobinové s jednolanovým třecím kotoučem s vícelanovým třecím kotoučem Dle umístění těžního stroje:

• •

povrchové podzemní

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

11


těžní zařízení Kolektiv autorů

Shrnutí pojmů 1.1. Těžní zařízení je komplex strojních zařízení určených k dopravě osob a zejména nákladů na laně z povrchu do podzemí hlubinného dolu a naopak.

Otázky 1.1 1. Jaké je rozdělení těžních strojů podle způsobu dopravy? 2. Jaké je rozdělení těžních strojů podle druhu dopravních nádob?

1.2 Bubnové těžní zařízení Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Detaily a základní prvky konstrukce bubnových těžních strojů Komponenty a příslušenství bubnových těžních strojů

Výklad

Bubnové těžní zařízení jsou klasickými stroji, které se využívají při svislé dopravě uhlí, kamene, materiálu a osob v hlubinných dolech. Základním typem je dvoububnový těžní stroj. Kromě dvoububnového těžního stroje s válcovými bubny se používají jednobubnové stroje. K pohonu těžních strojů se v současnosti nejčastěji využívá moderních elektrických pohonu, díky čemuž je rovnoměrnější rozdělení statických a dynamických krouticích momentů při rozjezdu a dojezdu. U dvoububnových těžních strojů je jeden buben nasazen na hřídel těžního stroje otočně a je s ním spojen pomocí segmentové zubové spojky, tzv. volný buben, který po vysunutí spojky zajištěn stavěcí brzdou. Druhý buben je pevně naklínován na hřídel, tzv. pevný buben. Tím je umožněna variabilní změna vzdálenosti mezi klecemi neboli překládání těžení pro dvojčinnou těžbu z několika pater. Na buben těžního stroje se navíjí zpravidla jen jedna vrstva lana. Počet závitů lana na bubnu musí odpovídat hloubce těžení s připočtením dalších minimálně tří rezervních závitů před upevněním lana na bubnu. Úhel náběhu těžního lana v krajní poloze na bubnu a na lanovnici na těžní věži nesmí při navíjení na jednu vrstvu překročit 1°30´, při výjimečném navíjení na dvě vrstvy, kdy musí být buben opatřen náběhovým klínem, smí tento úhel být pouze 1°. Plášť těžního bubnu může být obložen speciální velmi odolnou hmotou (dříve VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

12


těžní zařízení Kolektiv autorů dřevo), do níž jsou vysoustruženy spirálové drážky, které bývají provedeny někdy přímo v ocelovém plášti bubnu. Mechanická část těžních strojů je dimenzována na síly vznikající při přetržení těžních lan. Každý těžní stroj musí být vybaven jízdní brzdou a pojistnou brzdou, které musejí pracovat na sobě absolutně nezávisle. Dvojbubnové těžní stroje musí být kromě toho vybaveny stavěcí brzdou nebo zařízením pro aretování volného bubnu při překládání dopravních nádob na jiné patro. Jízdní a pojistná brzda bubnových těžních strojů musí za klidu stroje udržet samostatně největší přetížení při těžbě s 2,5 násobnou bezpečností, při jízdě s osobami s 3,5 násobnou bezpečností. Při rozpojených bubnech (pevný buden + zabrzděný volný buben) musí pojistná i jízdní brzda udržet nevyváženou prázdnou dopravní nádobu v její nejnižší provozní poloze i s hmotností těžního lana s 1,5 násobnou bezpečností. Stavěcí brzda musí udržet prázdnou nádobu v provozní poloze při překládání druhé nádoby s 1,5 násobnou bezpečností. Brzdové zařízení u nás ještě konstrukce Škoda Plzeň a ČKD Praha jsou vybaveny vzduchovými válci a padacím závažím pojistné brzdy. U nových konstrukcí těžních strojů se začínají používat brzdové stroje pružinové s odlehčováním pneumatickými nebo hydraulickými válci nebo opatřené pro pojistné brzdění rovněž padacím závažím. Mechanická část brzd bývá nejčastěji provedena jako dvojice čelistí, dosedajících radiálně na brzdný věnec každého bubnu. Pohyb čelistí je buď kývavý, nebo přímoběžný. Brzdné síly se přenášejí pákovým systémem od brzdových strojů, upevněných na základový rám těžního stroje. Moderní konstrukce těžních strojů se navrhují s diskovými brzdami, jejichž čelisti dosedají ve směru podélné osy těžního stroje z obou stran na speciální brzdový kotouč. Každý těžní stroj musí být vybaven hloubkoměrem udávajícím v každém okamžiku polohu dopravních nádob, řídidlem jízdy, rychloměrem a tachografem, zaznamenávajícím plynule během 24 hodin graficky rychlosti nádob během každé jízdy. Kromě toho je stroj vybaven signalizací, která spojuje strojníka těžního stroje ve strojovně s narážečem na ohlubni a narážeči na jednotlivých těžních patrech. Kromě běžné signalizace existuje rychlorázová a havarijní signalizace, vybavená tlačítkem STOP na každém patře. U nových zařízení je zavedena i signalizace z klecí a systém hlasitého telefonu.

Shrnutí pojmů 1.2. Bubnový těžní stroj je klasický stroj, který se využívá při svislé dopravě uhlí, kamene, materiálu a osob v hlubinných dolech a základním typem je dvoububnový těžní stroj.

Otázky 1.2 1. Jaký je základní rozdíl mezi jednobubnovým a dvoububnovým těžním strojem?

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

13


těžní zařízení Kolektiv autorů 2. S jakou bezpečností musí být navržena jízdní a pojistná brzda při dopravě osob?

1.3 Těžní stroje s třecím kotoučem Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Detaily konstrukce těžních strojů s třecími kotouči – jednolanové a vícelanové Deatily příslušenství těžních strojů s třecími kotouči

Výklad

Konstrukčně odlišným navíjecím orgánem je třecí kotouč, na němž je těžní lano pouze položeno a při otáčení kotouče je uváděno do pohybu třením vznikajícím mezi lanem a speciálním obložením kotouče. Tento systém se také nazývá Koepe. Nutnou podmínkou je, aby na obou větvích lana vznikaly dostatečné tahy, zaručující při daném součiniteli tření a geometrickém úhlu opásání kotouče lanem dostatečnou statickou bezpečnost proti prokluzu lana na třecím kotouči. Tato statická jistota proti skluzu lana jak při těžbě, tak při jízdě osob musí být větší než 2,5. Pro dodržení těchto podmínek je pod dopravní nádoby zavěšeno vyrovnávací lano stejné hmotnosti běžného metru jako u těžního lana. U jednočinného těžení se na druhý konec těžního lana zavěšuje protizávaží o váze rovné vlastní hmotnosti dopravní nádoby, zvýšené o poloviny užitečného zatížení, a pod nádobu a protizávaží pak vyrovnávací lano. Rozdíl tahů obou větví u jednočinného zařízení se tedy vždy rovná polovině užitečného zatížení, u dvojčinného při těžbě přímo užitečnému zatížení. Jednolanové těžní stroje, vzhledem ke své konstrukci, která nevyžaduje navíjení těžního lana, umožňují dosahovat i při velkém užitečném zatížení značné hloubky těžení. Úhel náběhu lana z třecího kotouče na lanovnici ve věži může být maximálně 1°. Vícelanové těžní stroje s třecím kotoučem, které jsou založeny na stejném principu, ale mají místo jednoho lana převěšena přes kotouč dvě, čtyři nebo více lan, překonávají omezení jednolanových strojů, které pro poměr průměru třecího kotouče a průměru lana a měrný tlak mají omezenou hloubku těžení a zatížení. U vícelanových těžních strojů se zatížení rozkládá na několik lan, které mají proto menší jmenovitý průměr, což umožňuje zmenšit průměr třecího kotouče a současně snížit měrný tlak mezi lany a drážkou třecího kotouče. Vícelanové těžní stroje vyřešily problém těžení velkých užitečných zatížení z velkých hloubek. Z provozních hledisek jsou nejvhodnější stroje se dvěma a čtyřmi lany.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

14


těžní zařízení Kolektiv autorů Sudý počet lan a z nich stejný počet s pravým a levým vinutím zaručuje stabilitu dopravních nádob. U vícelanových těžních strojů odbíhají lana buď přímo do jámy, nebo je jedna větev vedena přes odtlačné lanovnice, kdy se připouští nulový úhel náběhu lana na lanovnici. Lanovnice bývají rovněž vyloženy pružným obložením – dříve dřevěné, dnes speciální hmoty. Ostatní vybavení a příslušenství těžních strojů s třecím kotoučem je obdobné jako u bubnových těžních strojů.

Shrnutí pojmů 1.3. Těžní stroj s třecím kotoučem je strojem, kde navíjecí orgán je třecí kotouč, na němž je těžní lano pouze položeno a při otáčení kotouče je uváděno do pohybu třením vznikajícím mezi lanem a speciálním obložením kotouče.

Otázky 1.3 3. Jaký jsou výhody jednolanových a vícelanových těžních strojů s třecími kotouči? 4. Jaké konstrukce lan se používají pro vícelanové těžní stroje s třecími kotouči?

1.4 Pohony těžních zařízení Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Základní rozdělení pohonů těžních zařízení

Výklad

Těžní zařízení se používají s elektrickým, vzduchovým nebo hydraulickým pohonem. Nejčastější je elektrický pohon buď s asynchronním motorem a mechanickou převodovkou nebo se stejnosměrným motorem pomaloběžným nebo rychloběžným. Převážně se používají pomaloběžné stejnosměrné motory, spojené s hřídelem těžního stroje pružnou spojkou a napájené pomocí Ward - Leonardova měniče nebo tyristorovými regulátory. Výhodou stejnosměrného elektrického pohonu těžních zařízení je snadná regulace během celé jízdy od rozjezdu až po dojezd při různých zatíženích a při velkých výkonech motorů.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

15


těžní zařízení Kolektiv autorů Ward-Leonardův měnič je tvořen asynchronním motorem napájeným ze sítě, stejnosměrným generátorem a budičem na společné hřídeli. Napětí ze stejnosměrného generátoru napájí stejnosměrný motor těžního stroje. Rychlost motoru těžního stroje se řídí buzením stejnosměrného generátoru, případně odbuzováním těžního motoru. Pro vyrovnávání výkonových rázů se na společnou hřídel umisťuje Ilgnerův setrvačník. U menších těžních strojů do výkonu 1000 kW se používají asynchronní motory se spouštěcími odpory v obvodu kotvy a s dynamickým bržděním. Vzduchové nebo hydraulické pohony se používají pro podzemní těžní stroje ve slepých jámách. Řízení pohonů těžních zařízení je ruční, poloautomatické nebo automatické. Pro jízdu osob se požaduje ruční řízení strojníkem. Poloautomaticky nebo automaticky jsou řízena skipová těžní zařízení – pro dopravu uhlí. Po naplnění skipu na patře a po vyprázdnění skipu na ohlubni se zařízení rozjíždí samo a celá jízda probíhá podle naprogramované těžní rychlosti – tzv. rychlostní křivky. Při plném zásobníku na povrchu se požaduje automatické zastavení skipu pod ohlubní s automatickým dojezdem po uvolnění zásobníku. U klecových těžních zařízení byl vyzkoušen systém dálkového ovládání těžního stroje tlačítky z místa hlavního narážeče na ohlubni U elektrických stejnosměrných pohonů se brzdí přímo pohonem a jízdní brzda pouze udržuje zastavený stroj v klidu s patřičnou bezpečností. Pojistná brzda bubnových těžních strojů musí pro nejnepříznivější podmínky při jízdě lidí vyvodit zpoždění o minimální hodnotě 2 m·s-2 a maximální hodnotě 5 m·s-2. U těžních strojů s třecím kotoučem může být minimální zpoždění 1,5 m·s-2 a maximální zpoždění musí být o 15 % nižší než hranice, při níž by nastal prokluz lana na kotouči.

Shrnutí pojmů 1.4. Ward-Leonardův měnič je tvořen asynchronním motorem napájeným ze sítě, stejnosměrným generátorem a budičem na společné hřídeli.

Otázky 1.4 5. Jaké je rozdělení těžních strojů dle pohonu? 6. Co je Ward – Leonardův měnič a k čemu se využívá? 7. Jaká je hranice maximálního zpoždění klece těžního stroje?

1.5 Těžní nádoby, lana a závěsy Čas ke studiu: 30 minut

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

16


těžní zařízení Kolektiv autorů

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Konstrukci a rozdělení dopravních nádob Konstrukci nejpoužívanějších těžních lan

Výklad

1.5.1 Dopravní nádoby Důlní vozy, materiál a stroje, osoby se dopravují v dopravních neboli těžních nádobách. Základním typem dopravní nádoby je těžní klec (viz Obrázek 1.1) pro dopravu vozů a osob. Pro dopravu uhlí jsou zavedeny skipy, případně se používají skipoklece. Ke speciálním dopravním nádobám patří okovy pro hloubení šachet, kontejnery, sklopné nádoby a rámy na dlouhý náklad. Těžní klece jsou konstruovány jako jednoetážové nebo víceetážové. Na každé etáži je vybavena aretací vozů. Při jízdě osob se čelní stěny klece opatřují brankami a klec je vybavena záchyty. Čelisťové záchyty pro dřevěné průvodnice se zavírají vlastní listovou pružinou při přetržení nebo vysmeknutí lana a při pádu klece. Skipy jsou ocelové nádoby čtvercového nebo obdélníkového půdorysu, do nichž se vytěžený nerost plní násypným otvorem u hlavy. Spodní uzávěr se otevírá až při dojezdu skipu do výsypné polohy nad ohlubní, a to mechanicky při najetí do vodících křivek nebo pneumaticky. Nádoba je uvnitř vyložena otěrovými plechy a tlumící klapkou, která snižuje nežádoucí sekundární drcení těživa při násypu. 1.5.2 Vedení dopravních nádob Dopravní nádoby jsou vedeny pevnými nebo lanovými průvodnicemi. Lanové průvodnice se používají u těžních okovů při hloubení. Dopravní nádoby jsou vedeny v kluzných objímkách, vyložených bronzovými pouzdry, případně pouzdry ze speciálních umělých hmot - Teflon. Pevné průvodnice se používají dřevěné nebo ocelové, upevněné z čelní strany těžních nádob. Boční vedení klecí je omezeno do poměru stran půdorysu nádoby 1:1,7. Dopravní nádoby jsou vedeny po dřevěných průvodnicích kluznými vodítky, vyloženými vyměnitelnými ocelovými plechy. Pro vedení nádob po ocelových průvodnicích se používá valivé vedení s bantamovými koly.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

17


těžní zařízení Kolektiv autorů

Obrázek 1.1 – Klecová dopravní nádoba

1.5.3 Těžní a vyrovnávací lana, závěsy Nejdůležitějším prvkem těžních zařízení s největšími nároky na bezpečnost jsou těžní lana. U bubnových těžních strojů se odebírají po určité době provozu u úvazku lana na kleci kontrolní části a prověřují se na pevnost v tahu a ohybu jednotlivých drátů. U těžních strojů s třecím kotoučem se kontroluje počet zlomů povrchových drátů. Pomocí nedestrukčních zařízení se registrují i zlomy vnitřních drátů. Pro bubnová těžní zařízení s jednou vrstvou lana na bubnu se používají těžní lana s trojbokými prameny. Pro těžní zařízení s třecím kotoučem se nejlépe osvědčují lana souběžně vinutá konstrukcí Warrington a Seal - Warrington. Nejvýhodnější pevnost je 1600 až 1700 MPa. U vyšších pevností se při daném průměru sice zvyšuje nosnost lana, ale v provozu se snižuje jejich životnost - větší citlivost na ohýbání. Těžní lana bubnových strojů se mažou mazadlem proti korozi. Těžní lana strojů s třecím kotoučem se natírají speciálními laky, které kromě protikorozní ochrany udržuje a zlepšuje součinitel tření lana na obložení třecího kotouče. Vyrovnávací lana těžních strojů s třecím kotoučem se používala lana plochá. Výhodou těchto lan je snadná ohebnost ve směru podélné osy u spodní smyčky v jámové tůni. V poslední době se začínají používat vhodná kruhová lana umrtvené konstrukce, jejichž úvazek pode dnem dopravní nádoby je upevněn otočně na vertikálním čepu. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

18


těžní zařízení Kolektiv autorů K upevnění těžních lan k dopravní nádobě se používají klínové úvazky, případně jednodušší, například srdcovky se sadou svorek. U vícelanových těžních zařízení musí být těžní lana pomocí úvazků spojena s vyrovnávacími závěsy. Vyrovnávací závěsy slouží k automatickému nebo periodickému vyrovnávaní rozdílných zatížení a provozních protažení těžních lan. Uplatňují se různé konstrukce, například hydraulický vyrovnávací závěs na principu spojených nádob, vahadlový vyrovnávací závěs, závěs se vkládanými vložkami pro zkracování nebo prodlužování délky lana. Vyrovnávací závěs musí být alespoň u jedné dopravní nádoby, nejlépe u obou.

Shrnutí pojmů 1.5. Dopravní nádoby jsou určeny k dopravě těživa, materiálů a osob. Nejčastěji se využívají klece, skipy, skipoklece a okovy.

Otázky 1.5 1. Jaký je základní rozdíl mezi kleci a skipem? 2. K čemu slouží průvodnice? 3. Která konstrukce těžních lan se nejčastěji využívá?

1.6 Těžní věže a vybavení na povrchu Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat jednotlivé konstrukční prvky těžních věží Definovat postup při vyskladňování vozíků

Výklad

1.6.1 Těžní věže pro těžní stroje na úrovni ohlubně jámy Těžní věže na úrovni ohlubně jámy slouží pro umístění lanovnic, usměrňujících těžní lana na osu úvazků těžních nádob, a dále k vedení nádob po výjezdu nad ohlubeň. Těžní věže musí být vybaveny stolicí s průvodnicemi pro vedení nádob na výjezdní patro šachetní budovy, nárazníkovým roštem pod lanovnicemi pro případ havarijního přejezdu nádob nad

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

19


těžní zařízení Kolektiv autorů nejvyšší provozní polohu, dále koncovými vypínači proti přejezdu nádob, sklopkami pro zachycení padající nádoby po nárazu do nárazníkového roštu a přetržení těžního lana a ochranným odvodněným korytem pod lanovnicemi pro zachycení úlomků při havárii lanovnice. Mezi nejvyšší provozní polohou a nárazníkovým roštem musí být volná výška, jejíž hodnotu určují bezpečnostní předpisy v závislosti na typu těžního stroje a jeho vybavení řídidlem jízdy a na hodnotě těžní rychlosti při těžbě a jízdě osob. Základním zatížením pro konstrukci těžní věže se počítá síla přetržení těžního lana, přenášená do ložisek lanovnic, a náraz do nárazníkového roštu včetně přetržení těžního lana. Kromě těchto extrémních zatížení se pro normální provoz uvažují zatížení těžními nádobami a lany, zatížení vlastním technologickým vybavením a zatížení atmosférickými vlivy. Pokud je těžní věž umístěna nad výdušnou jámou, musí být stolice oplechována a utěsněna tak, aby při jízdách dopravních nádob nenastalo přisávání vzduchu a větrní zkraty.

1.6.2 Těžní věže vícelanových těžních zařízení Charakteristickým znakem těžních věží vícelanových těžních zařízení je umístění strojovny těžních strojů v hlavě věže. Vícelanové těžní stroje vyžadují umístění nad profilem jámy, aby bylo co nejméně ohybů těžních lan, a hlavně aby se vyloučila nutnost instalovat velký počet odtlačných lanovnic. Tyto těžní věže jsou buď ocelové, nebo železobetonové. Stolice je umístěna ve vnitřní části věže, která může být u výdušných jam řešena jako uzavřená, kromě průchozích otvorů těžních lan v úrovni nárazníkového roštu a vzduchotěsných vrat pro přísun těžních nádob. Tyto těžní věže musí být vybaveny pro dopravu osob a nákladů výtahem o nosnosti minimálně 1 t a mostovým jeřábem se zdvihem z úrovně ohlubně až na úroveň podlahy strojovny. Musí být dimenzován tak, aby uzvedl jakoukoli část těžního stroje nebo pohonu. Těžní věže se strojovnou v hlavě jsou buď obdélníkového, nebo kruhového profilu.

1.6.3 Šachetní budovy a oběhy vozů Nad ohlubní jámy bývá zřízena šachetní budova, v níž jsou u klecových zařízení oběhy vozů a nástupní plošiny mužstva, u skipových zařízení výsypné zásobníky skipů. Šachetní budova zpravidla slouží i pro úschovu cívek s rezervními těžními lany a rezervních těžních nádob. V budově bývá mechanizační zařízení pro dopravu dlouhého materiálu jámou. Oběhy vozů klecových těžních zařízení jsou buď na úrovni ohlubně, nebo na úrovni výjezdního patra, kdy se využívá úrovně výsypu užitkového nerostu z vozů ve výklopnících pro vertikální řešení dalších dopravních linek. Oběhy vozů se řeší podle počtu klecových zařízení, celkové kapacity a počtu i druhu těžených hmot. Nejčastěji se používá uzavřený samospádový oběh. Plné vozy po vyražení z klecí prázdnými vozy sjíždějí k výklopníku, kde se vyprazdňují. Pak jedou obloukem k řetězovce, která je zvedá na úroveň, z níž samospádem opět sjíždějí k narážecí straně. Narážecí zařízení se skládá z vozíkových brzd, zarážky před zátyní, vlastního narážedla a sklopného můstku. U narážecích zařízení se nejčastěji používá vzduchového pohonu. U nově budovaných oběhů je VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

20


těžní zařízení Kolektiv autorů celý postup narážení včetně otevírání zátyňových dveří ovládán dálkově narážečem, příslušně blokován a poloautomatizován, včetně dálkového ovládání výhybek a řetězovky. Narážecí zařízení se konstruují pro narážení buď jednoho vozu, nebo současně dvou vozů. Pro zvýšení kapacity svislé dopravy se přešlo ke konstrukci zkrácených oběhů vozů. U přesuvnových oběhů vůz po vyražení a vyklopení najíždí na přesuvnu s bočním pohybem, na níž je zároveň zvedán na úroveň, z níž sjíždí na přesuvnu na prázdné straně, která vůz dopraví zpět k narážecímu zařízení. Další konstrukcí zkráceného oběhu je řešení, kdy se přesouvá před příslušnou zátyň přímo výklopník, a to z obou stran těžní klece. Vozy se střídavě narážejí a vyrážejí periodicky v obou směrech podle přesazení klece o etáž.

Shrnutí pojmů 1.6 Charakteristickým znakem těžních věží vícelanových těžních zařízení je umístění strojovny těžních strojů v hlavě věže a tyto těžní věže jsou buď ocelové, nebo železobetonové.

Otázky 1.6 1. Proč se umisťují vícelanové těžní stroje nad profilem jámy? 2. K čemu slouží odtlačné lanovnice u vícelanových těžních strojů?

1.7 Těžní jámy a vybavení pater Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat výstroj těžních jam Definovat plnění a vyprazdňování skipů

Výklad

1.7.1 Výstroj těžních jam Nové těžní jámy hlubinných dolů se navrhují v kruhovém profilu. Výztuž jam bývá buď z monolitického železobetonu, z litinových tybinků, nebo betonových tvárnic. Souběžně s hloubením jámy bývá instalována i výstroj jámy, která slouží k vedení dopravních nádob těžního zařízení a ke zřízení lezního oddělení nebo je nahrazujícího zařízení. Ostatní prvky vybavení jámy, jako jsou potrubí a kabely se upevňují na samostatné nosníky nebo svorky, VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

21


těžní zařízení Kolektiv autorů přímo zabudované do výztuže jam. Speciálním případem výstroje jam jsou lanové průvodnice, sloužící k vedení dopravních nádob. Zpravidla je ale výstroj jam tvořena soustavou ocelových nosníků - rozpon, uspořádaných v horizontálních věncích, nesoucích průvodnice. Rozpony jsou buď přímo vetknuty do výztuže jámy, nebo jsou u nových jam upevněny na konzoly, které jsou buď vetknuty do výztuže jámy, nebo přišroubovány ke svorníkům zasazeným do výztuže a horniny. Dalším prvkem výstroje jsou opěrky, tj. nosníky mezi rozponami a výztuží jámy, a příčky, tj. nosníky ne nesoucí průvodnice. Konstrukčně se jako rozpony používají válcované I nebo U profily, v nových výstrojích ocelové hranaté trubky. Průvodnice jsou buď z modřínového dřeva, nebo dřevěné lepené s horní vrstvou z modřínu, případně ocelové. Upevnění ocelových průvodnic k rozponám musí dovolit rektifikovat polohu průvodnice ve svislém směru a v horizontální rovině bočně i čelně. Všechny součásti výstroje jam musí být dimenzovány na horizontální rázy vznikající při jízdě dopravních nádob po průvodnicích. Velikost sil se stanoví v závislosti na těžní rychlosti, na hodnotě břemena zavěšeného na laně (váha nádoby, užitečného zatížení a závěsů), na svislé vzdálenosti věnců rozpon a na způsobu vedení dopravních nádob (valivé, kluzné). U zařízení s klecemi se záchyty se výstroj navíc prověřuje na pevnost pro vertikální zatížení vzniklé zachycením klece. Průvodnice se pak počítají na vzpěr, rozpony na ohyb ve svislém směru. U klecových těžních zařízení s jízdou osob se požaduje zřízení lezního oddělení s přístupem z každé klece na kterémkoli místě jámy. Klasickou konstrukci lezního oddělení tvoří šikmé žebříky, umístěné vždy mezi dvěma sousedními odpočívadly, která jsou nad sebou zpravidla na vzdálenost délky jedné průvodnice. Tato lezní oddělení je povoleno nahrazovat pomocným klecovým těžním zařízením, doplněným svislým žebříkem, zabudovaným do výztuže jámy. Klec pomocného zařízení musí být minimálně pro dva pracovníky, nemusí být vyváženo protizávažím. Rychlost jízdy je omezena do 3 m·s-1. Toto pomocné zařízení bývá umístěno v části jámy, kde bývá lezní oddělení.

1.7.2 Náraziště na patrech Obdobně jako na povrchu musí být pro klecová těžní zařízení vybaveno i těžní patro v místě narážení a vyrážení důlních vozíků z klecí. V nárazišti bývají z obou stran těžní zátyně umístěny sklápěcí můstky se sklopnými nosy. Můstky slouží k překonání výškového rozdílu mezi úrovní kolejiště patra a etáže klece, vznikajícího následkem průvěsu lana při narážení a vyrážení důlních vozů. Průvěs lana a délka můstků se zvětšují s hloubkou těžení. Dříve se vyrovnávání průvěsů lan řešilo posazením klece na nárazišti na výklopná stavítka. Při tomto způsobu bylo ale velmi namáháno lano, které bylo střídavě zatěžováno a odlehčováno při usazení klece.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

22


těžní zařízení Kolektiv autorů Sklony kolejí na nárazišti zaručují pohyb vozíků samospádem k zátyni a od jámy. Narážecí zařízení a zátyňová dvířka jsou obdobná jako v šachetní budově na povrchu. U klecových zařízení pro řádnou jízdu mužstva ve víceetážových klecích bývá pro současný nástup do více etáží náraziště vybaveno nástupními plošinami pod úrovní kolejiště. Na nástupní plošiny je po obou stranách jámy přístup schodištěm. Náraziště pro speciální nádoby pro dopravu dlouhého materiálu bývá vybaveno mechanizačními prostředky pro snadnou manipulaci a překládání.

1.7.3 Plnící stanice skipů Konstrukce a velikost plnících stanic skipů závisí na druhu jámy (vtažná, výdušná, neutrální), typu těžního zařízení (jednočinné, dvoučinné), způsobu odměřování náplně skipu (objemové, váhové), druhu těženého nerostu (zrnitost, sypná hmotnost, otěrovost, prašnost) a na způsobu ovládání (místní, dálkové, automatické). Nová skipová zařízení se nesmějí zřizovat podle hygienických předpisů v jámách vtažných. Při povolené vyjímce a u všech dosavadních zařízení se musí zabránit vnikání prachu do vtažných větrů. Plnící stanice skipu obsahuje tyto součásti: akumulační zásobník plněný výsypem důlních vozů nebo pásových dopravníků, vynášecí zařízení z akumulačního zásobníku, zařízení pro odměřování náplně skipu, vlastní plnící zásobníky s uzávěry, těsnící zařízení u výdušných jam, odprašovací zařízení u vtažných jam a těžení propadu z jámové tůně. Pohony všech těchto technologických uzlů jsou vzduchové, u dopravníků elektrické, a v poslední době i hydraulické. Dálkové a automatické ovládání bývá navrhováno jako elektropneumatické. Ovládací panel bývá umístěn v náraží, u výsypu vozů do akumulačního zásobníku. Maximální náplň skipových nádob je hlídána izotopovými čidly. Pro havarijní případ výsypu obsahu skipu do jámy a zejména pro odstranění postupně nahromaděného drobného propadu těženého nerostu v jámové tůni bývá zřízeno zařízení k odtěžení propadu. Tento propad tvoří až 1 % nakládaného materiálu. Provedení odtěžení je podle místních podmínek., například pásové a hřeblové dopravníky.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

23


těžní zařízení Kolektiv autorů

CD-ROM

Obrázek 1.2 – Popis plnění vozů a skipů

Shrnutí pojmů 1.7. Výztuž jam je buď z monolitického železobetonu, z litinových tybinků, nebo betonových tvárnic.

Otázky 1.7. 1. Jaká je definice náraziště? 2. Jakým způsobem se plní skip?

Další zdroje POLÁK, J., BICHLER, J.: DOPRAVNÍ ZAŘÍZENÍ V HLUBINNÝCH DOLECH

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

24


hřeblové dopravníky Kolektiv autorů

2

HŘEBLOVÉ DOPRAVNÍKY

Hřeblové dopravníky jsou pro své nesporné výhody velmi využívané k dopravě těžených nerostů v hlubinných dolech.

2.1 Definice hřeblového dopravníku Čas ke studiu: 10 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Rozlišit řetězový hřeblový dopravník od ostatních dopravníků Rozčlenit konstrukční prvky hřeblového dopravníku

Výklad

Hřeblový dopravník je dopravník, jehož vodícím prvkem je speciální žlab s tažným prvkem řetězové pásmo s hřebly. Materiál se posouvá v horní větvi žlabu po tzv. kluznici. Dopravník je vhodný pro přímočarou vodorovnou a úklonnou (do ± 30°) dopravu neabrazivních materiálů, zejména uhlí. Viz Obrázek 2.1.

CD-ROM

Obrázek 2.1 – Hřeblový dopravník

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

25


hřeblové dopravníky Kolektiv autorů Jeho výhodou je velká nezávislost na způsobu uložení trati (dovoluje svislé i vodorovné vychýlení ve spojích), velké krátkodobé přetížení (až 100% dopravního výkonu), tuhá a pevná konstrukce, vhodnost pro dopravu horkých materiálů. Mezi nevýhody nutno uvést velkou energetickou náročnost, značné opotřebení žlabů a velkou hmotnost jednotlivých dílů. Jedná se o typický důlní dopravník, bez kterého se moderní uhelné hornictví neobejde. Délky takových dopravníků jsou 250m i více, dopravní výkon až 3000t·h-1, rychlost řetězu okolo 1m·s-1. Tyto dopravníky je nutno v nerozebraném stavu příčně (v porubu) nebo podélně (pod porubem) posouvat. Používají se i lehčí konstrukce hřeblových dopravníků, které mají podobné uplatnění jako redlery. Hřeblové dopravníky pro odtěžení v porubech jsou určeny pro přímočarou dopravu těživa v porubech do délky 300 m, vybavených rozpojovacími mechanismy, které se pohybují po žlabech těchto dopravníků nebo vedle nich. Pro obousměrně pracující rozpojovací mechanismy jsou vybavovány dvourychlostní převodovkou. Mezi základní rozpojovací mechanismy využívané v uhelném hornictví patří uhelný pluh a dobývací kombajn (viz Obrázek 2.2 – Dobývací kombajn.).

CD-ROM

Obrázek 2.2 – Dobývací kombajn Jako sběrné dopravníky v úsekové dopravě slouží jako vyrovnávací článek mezi porubovým dopravníkem a další dopravní linkou, nebo pro překonání neobvykle těžkých podmínek z hlediska prostoru nebo úklonu. Mají obvykle lehčí konstrukci než porubové dopravníky a také menší délky (do 100 m). Další využití je například pro překonání tektonických poruch, pro odtěžení hlušiny při ražení důlních děl, pro vynášení přepadlého materiálu u sýpek a podobně.

Shrnutí pojmů 2.1. Hřeblový dopravník je dopravník s vodícím prvkem ve tvaru speciálního žlabu a s tažným prvkem řetězové pásma s hřebly

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

26


hřeblové dopravníky Kolektiv autorů

Otázky 2.1. 1. Jaká je základní definice hřeblového dopravníků? 2. Kde je nejčastěji hřeblový dopravník využíván? A proč?

2.2 Hlavní části hřeblového dopravníku Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat základní části hřeblového dopravníku Rozlišit typické technologické uspořádání hřeblových dopravníků pro různé důlní provozy

Výklad

Hlavní části hřeblového dopravníku jsou poháněcí a vratná stanice, trať a řetězové pásmo s hřebly. Poháněcí stanice může být v příčném i podélném uspořádání. Koncepčně je podobná jako u jiných řetězových dopravníků. Liší se hlavně instalovaným příkonem elektromotorů. V současné době se u důlních dopravníků používají asynchronní motory s kotvou nakrátko výkonu až 315kW (1000V) v nevýbušném provedení nebo vzduchovými motory pro prostředí se zvýšeným nebezpečím výbuchu. Motor je spojen s převodovou skříní hydraulickou spojkou, umožňující pozvolný rozjezd, úměrné rozdělení zatížení při více pohonech a zároveň ochranu pohonu a řetězů při zaklínění řetězu nebo neúměrného zvětšení sil apod. Výstupní hřídel z převodovky je opatřena řetězovými růžicemi pro pohon řetězů. Kromě klasických mechanických převodovek se začínají používat i převodovky planetové. Vratná stanice, je tvořena osou s řetězovými koly v ložiskách. Slouží zároveň jako napínací stanice. Napínání je zajištěno stavěcími šrouby. Zejména u porubových dopravníků bývá velmi často poháněna. Její provedení je pak identické jako u poháněcí stanice. U kratších dopravníků tvoří vratnou stanici jen řetězový buben uložený v ložiskách. U kratších stabilních dopravníků se vratné stanice využívá k napínání řetězu. Trať dopravníku je tvořena žlaby, přechodovými žlaby a nástavnými a nahrnovacími plechy. Žlab tvoří základ hřeblového dopravníku. Žlab dopravníku je svařen ze dvou Eprofilů a z kluznice a standardně je délky 1,5m.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

27


hřeblové dopravníky Kolektiv autorů Na kvalitě kluznice závisí životnost žlabu a vyrábí se proto ze speciálního otěruvzdorného materiálu obchodního rázu Abrazit či oceli Hardox, tloušťky 16 až 32 i více mm. Žlaby jsou vzhledem ke svému použití ve ztížených důlních podmínkách a vzhledem ke způsobu plnění dobývacím strojem, velmi nízké. Přechodové žlaby tvoří spojení mezi poháněcí a vratnou stanicí a žlaby. Nástavné plechy umožňují krátkodobě přetížit dopravník. Nahrnovací plechy se používají pouze u porubových dopravníků a slouží k nakládání rozpojeného uhlí na dopravník. Řetězové pásmo s hřeby je tvořeno jedním nebo dvěma nekonečnými řetězy s hřebly v rozteči cca 1m. Řetězy se používají článkové ve velikostech 14 x 50, 18 x 64 a 20 x 80. Hřebla jsou k řetězům připojena třmeny nebo tvarovanými řetězovými články. Pro průřezy žlabů 400 x 100 mm a 500 x 140 mm se používá rozteč hřebel 500 mm, u ostatních průřezů 1000 mm. Rychlost hřebel s řetězy se volí 0,6; 0,8 nebo 1,0 m·s-1. Nejčastěji se používají dvouřetězová pásma v centrálním nebo bočním uspořádání. Zásadně se používají článkové vysokopevnostní řetězy např. dle ČSN ISO 61079.

Shrnutí pojmů 2.2. Hřeblový dopravník je složen z poháněcí a vratné stanice, žlabové trati a řetězového pásma s hřebly.

Otázky 2.2. 1. Z jakého materiálu je kluznice hřeblových dopravníků? 2. Jaký typ řetězu se nejčastěji využívá jako tažný člen? 3. Čím je omezena rychlost řetězu hřeblových dopravníků?

2.3 Používané typy hřeblových dopravníků - společnost OSTROJ Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Rozlišit porubový hřeblový dopravník Rozlišit podporubový hřeblový dopravník

Výklad

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

28


hřeblové dopravníky Kolektiv autorů Hřeblový dopravník TH 500 je určen pro kombajnové dobývání v nízkých porubech od mocnosti sloje 0,5 m nebo jako sběrný dopravník pro dopravní chodby pod poruby. Žlabová trať je vhodná pro lehčí důlní podmínky. Dopravník je dvou nebo třířetězový, pohon je elektrický nebo vzduchový. Hřeblový dopravník TH 600 je určen pro poruby o mocnosti sloje nad 0,6 m při kombajnovém dobývání nebo jako sběrný dopravník pro chodby pod poruby. Žlabová trať je vhodná pro středně těžké důlní podmínky s menšími nerovnostmi. Žlaby mají zesílenou kluznici. Dopravník je dvou nebo třířetězový s elektromotorem nebo vzduchovým motorem. Dopravník TH 08 je určen jako pomocný dopravník pro odtěžování horniny v poruchách, dobírkách, pilířích, prorážkách, pro ražení chodeb a pro vynášení přepadlého uhlí u stabilních sýpek.

2.3.1 Porubové hřeblové dopravníky Hřeblový dopravník patří k důležitým celkům dobývacího stěnového komplexu. Právě jeho spolehlivost a výkonnost ovlivňuje často rozhodujícím způsobem oblast produktivity dobývání. Hřeblové dopravníky šířkové řady 600, 700, 800 a 1000 mm jsou určeny pro obousměrnou přímočarou dopravu rubaniny v porubech uhlí dobývaných kombajny v ležmých i úklonných slojích o minimální mocnosti 1,2 m. Jsou řešeny stavebnicovým způsobem a vyráběny dle konkrétních požadavků zákazníků. Při provozování dopravníku v úklonných slojích je nutno v závislosti na úklonu sloje použít vhodný typ kotvení.

2.3.2

Podporubové hřeblové dopravníky

Podporubové hřeblové dopravníky šířkové řady 500 a 600 mm jsou určeny pro jednosměrnou přímočarou dopravu rubaniny při ražení chodeb v uhlí nebo v uhlí s přibírkou průvodních hornin od nakladačů s bočním výsypem, umístěných na čelbě, až po přesyp na pásový dopravník. Jsou konstruovány pro zavěšení na samostatný úsek tratě závěsné dráhy s násypnou částí, uloženou na počvě a pro přemísťování vcelku tažnými prostředky dle postupu čelby. Podporubové hřeblové dopravníky šířkové řady 700, 800 a 1000 mm jsou určeny pro jednosměrné odtěžení rubaniny z kapacitních porubů. Mohou být rovněž použity jako mezidopravníky v pásových linkách v úklonech a podobně. Jsou řešeny stavebnicovým způsobem. Při konstrukci bylo použito maximální množství dílů z porubových dopravníků příslušného typu. Výsypná poháněcí stanice je teleskopická, což umožňuje dopínání dopravního řetězu. Pohon dopravníků může být realizován jak klasickými převodovkami produkce Ostroj např. PKO 100 C s PCE 100 H, tak i převodovkami planetovými.

Shrnutí pojmů 2.3. Důlní hřeblový dopravník má nejčastěji vzduchový nebo elektrický pohon.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

29


hřeblové dopravníky Kolektiv autorů

Otázky 2.3. 1. K jakému účelu se používají porubové hřeblové dopravníky? 2. K jakému účelu se používají podporubové hřeblové dopravníky?

Další zdroje WWW.OSTROJ.CZ WWW.EXPOZITA.CZ WWW.MOZA.CZ WWW.HORNICTVI.INFO

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

30


pásové dopravníky Kolektiv autorů

3

PÁSOVÉ DOPRAVNÍKY

Pásový dopravník (viz Obrázek 3.1 – Pásový dopravník) je speciální dopravní zařízení z kategorie dopravníků, převážně používané pro přepravu sypkých hmot na rozmanité vzdálenosti. Může být ale konstruován pro přepravu na delší vzdálenosti, zejména v hnědouhelných povrchových dolech, kde může dosahovat délky až několik kilometrů. Často se také používá pro přepravu různých předmětů, např. v potravinářském průmyslu, zavazadel, balíků apod. V potravinářském průmyslu jsou často používány pásové dopravníky s hladkými, modulárními nebo destičkovými pásy. Jsou zde kladeny specifické požadavky na použité materiály a komponenty. Konstrukčním materiálem rámu dopravníku je nerezavějící ocel, pohony bubnovými motory v nerezovém provedení.

CD-ROM

Obrázek 3.1 – Pásový dopravník

3.1 Konstrukce pásových dopravníků Pásový dopravník se skládá zpravidla z dlouhého rámu respektive nosné konstrukce dopravníku, na které jsou upevněny otočné válečky, které tvoří pevnou pojezdovou dráhu pro pohyblivý (pryžový, textilní, plastový, ocelový) pás, po kterém se přepravuje příslušný materiál. Pásový dopravník může být konstruován jako zařízení určené pro přepravu ve vodorovné poloze (např. doprava sypkého materiálu, užívá se převážně v povrchových dolech) nebo pro dopravu v poloze šikmé (např. doprava písku a štěrku na stavbách, doprava drceného kamene v kamenolomech). VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

31


pásové dopravníky Kolektiv autorů

Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat jednotlivé komponenty pásových dopravníků Rozlišit různé konstrukce tratí pásových dopravníků

Výklad

Pohon pásu stroje obstarává obvykle asynchronní elektromotor přes poháněcí buben, na kterém je dopravní pás nasazen. Moderním řešením pohonu pásových dopravníků je pohon prostřednictvím bubnového motoru - elektroválce. Pohon bubnovým motorem přináší prostorově úsporné řešení, zjednodušení konstrukce dopravníku a minimální náročnost na údržbu. Nevýhodou je nutnost zajistit vhodné chlazení bubnového motoru.

3.1.1 Nasazovací konstrukce Jednotlivé částí tratě se spojují bez použití šroubových spojů. Je vhodná pro použití, kdy je nutná rychlá montáž a demontáž. Trať je možno postavit přímo na podlahu nebo zavěsit pomocí řetězů za důlní výztuž.

3.1.2 Lanová konstrukce Horní a spodní podpěry se montují pomocí klínů na podélná lana. Trať se zavěšuje pomocí řetězů za důlní výztuž. Je vhodná pro použití, kdy je nutná rychlá montáž a demontáž.

3.1.3

Šroubovaná konstrukce

Jednotlivé částí tratě se montují pomocí šroubových spojů. Je vhodná pro stabilní dopravníky. Trať je možno postavit přímo na podlahu nebo zavěsit pomocí řetězů za důlní výztuž.

Shrnutí pojmů 3.1. Pásový dopravník se skládá z nekonečného tažného elementu - pásu, hnací a vratné stanice, válečkových tratí a napínacího zařízení.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

32


pásové dopravníky Kolektiv autorů

Otázky 3.1. 1. Pro jaký materiál se nejčastěji pásové dopravníky využívají? 2. Z jakých komponent je pásový dopravník složen?

3.2 Pohony pásových dopravníků Poháněcí stanice přeměňuje točivý moment dodávaný poháněcím elektromotorem na přímočarý pohyb pásu. Tato přeměna je zajištěna třením mezi povrchem bubnu a dopravním pásem. Součinitel tření mezi pásem a povrchem bubnu závisí na materiálu pásu, provedení a stavu povrchu bubnu, na měrném tlaku a rychlosti pásu. Pro vyvození lepšího kontaktu respektive tření mezi bubnem a pásem se provádí různé úpravy povrchu bubnu: pogumování nebo keramické obložení.

Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat jednotlivé komponenty pásových dopravníků Rozlišit různé konstrukce tratí pásových dopravníků

Výklad

3.2.1 Násuvný elektropohon Jedná se o klasický pohon, kde je hnací buben spojen spojkami a převodovkou s elektromotorem (součástí je také brzda). Motory se nejčastěji používají čtyřpólové asynchronní s kotvou nakrátko. Převodovky mohou být čelní (pak se jedná o příčné uspořádání pohonu) nebo kuželočelní (jedná se o podélné uspořádání poháněcí stanice). Spojka mezi motorem a převodovkou je obvykle volena pružná, druhá spojka bývá nepružná (zubová nebo přírubová). Násuvný pohon může mít příčné uspořádání nebo podélné (u tohoto způsobu může být pohon oboustranný)

3.2.2 Bubnový pohon s integrovaným elektromotorem Jedná se o pohon, kde je motor integrovaný přímo v hnacím bubnu. Výhodou tohoto řešení je především minimální prostorová náročnost, protože kompletní pohon je integrován VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

33


pásové dopravníky Kolektiv autorů přímo v poháněcím bubnu. Dále také jednoduchá údržba, díky plně zapouzdřené konstrukci, tichý provoz. Chlazení a mazání se provádí olejovou náplní a to bez nutnosti demontáže bubnu. Nevýhodou jsou nároky na použité technologie, které jsou znatelně dražší než u klasických násuvných pohonů.

Shrnutí pojmů 3.2. Poháněcí stanice přeměňuje točivý moment dodávaný poháněcím elektromotorem na přímočarý pohyb pásu pomocí tření mezi pásem a bubnem pásového dopravníku.

Otázky 3.2. 1. Popište poháněcí stanici s násuvným elektropohonem. 2. Popište poháněcí stanici s integrovaným elektropohonem.

3.3 Napínání pásových dopravníků Napínací zařízení zajišťuje předpětí dopravního pásu, potřebné pro přenos tažné síly třením z hnacího bubnu a pro zamezení nadměrného průhybu dopravního pásu mezi vlečkovými podpěrami. Potřebná velikost napínací síly se určuje výpočtem.

Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Konstrukční detaily jednotlivých typů napínacích zařízení

Výklad

V současné době se nejčastěji používají dva typy napínacích zařízení. 3.3.1 Zařízení s kompenzací jen trvalého prodloužení bubnu Zařízení s kompenzací pouze trvalého prodloužení bubnu neboli s pevným napínacím bubnem, se používá především u kratších dopravníků (přibližně do 100 metrů) a napínání se provádí pohybem vratného bubnu. Pohyb vratného bubnu je vyvozen buď pomocí šroubu, ručního kladkostroje či pomocí závaží.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

34


pásové dopravníky Kolektiv autorů 3.3.2 Zařízení kompenzující trvalé i pružné prodloužení pásu Zařízení kompenzující trvalé i pružné prodloužení pásu, tzv. zařízení s posuvným bubnem se při změně tahů v dopravním pásu pohybuje a tím kompenzuje změnu jeho délek. Nejvýhodnější je napínat dopravní pás v místě nejmenšího tahu, aby napínací zařízení bylo co nejmenší. Do druhé skupiny patří také typy, které umožní zajistit stálou nebo i regulovatelnou napínací sílu - pneumatické či hydraulické či elektrohydraulické napínací zařízení.

Shrnutí pojmů 3.3. Napínací zařízení zajišťuje předpětí dopravního pásu, potřebné pro přenos tažné síly třením z hnacího bubnu a pro zamezení nadměrného průhybu dopravního pásu mezi vlečkovými podpěrami.

Otázky 3.3. 1. Rozdělte základní typy napínacích zařízení.

3.4 Válečky a bubny pásových dopravníků Válečky a bubny pásových dopravníků jsou základní komponenty nutné k provozu pásových dopravníků. Válečky se rozdělují dle pozice, zda jsou umístěny v horní či dolní větvi pásového dopravníku. Bubny pásových dopravníků mají za úkol přenést pomocí tření tažnou sílu či pomocí napínacího bubnu provést obrat pásu pásového dopravníku.

Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat základní strojní komponenty válečků pásových dopravníků Rozlišit různé konstrukce bubnů pásových dopravníků

Výklad

3.4.1 Válečky pásových dopravníků Plášť válečku pásového dopravníku je vyroben z bezešvých nebo podélně svařovaných přesných ocelových trubek tř. ISO 4200. Tloušťka stěny odpovídá zatížení a provozním podmínkám, pro které je váleček určen a je optimalizován výpočtem metodou FEM (metoda konečných prvků) a je ověřena dlouhodobým testováním.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

35


pásové dopravníky Kolektiv autorů Hřídel válečku pásového dopravníku je tažena z tyčí tř. ISO 1035 - 1, ISO 1035-4, EN 10278. Konce hřídele jsou obrobeny CNC. Hřídel je broušena s tolerancí ISO h6. Pouzdro ložiska je lisováno z kvalitního, hluboko-tažného plechu. Tloušťka plechu odpovídá zatížení a provozním podmínkám, pro které je váleček určen, je optimalizována výpočtem metodou FEM (metoda konečných prvků) a ověřena dlouhodobým testováním. Uložení ložiska je s tolerancí ISO M7. Vnitřní těsnění je vyrobeno ze speciálního materiálu na bázi polyamidu. Svým tvarem brání pronikání nečistot z vnitřního prostoru válečku. Jsou používána jednořadá kuličková ložiska, s rozměry podle ISO 15 s radiální vůlí C3, která je optimální pro chod válečku. Ložiska jsou naplněna vodu odpuzujícím mazivem na lithiové bázi. Ložiska jsou plněna mazivem do 70% prostoru ložiska, což umožňuje provoz bez potřeby mazání v průběhu celé životnosti. Podle provozních podmínek jsou používána ložiska bez krytí nebo s krytím R, 2R, Z, 2Z. Pro extrémně náročné podmínky jsou používána dvouřadá naklápěcí soudečková ložiska. Pojistný kroužek je vyroben z kalené pružinové oceli podle normy DIN 471. Zabraňuje axiálnímu pohybu hřídele. Labyrintový těsnící systém se skládá z několika těsnících elementů, které chrání ložisko před znečištěním zvnějšku. Systém má dvě části – vnitřní labyrint a vnější labyrint, chráněné krytkou a hřídelovým kroužkem. Prostor mezi břity je vyplněn mazivem pro zachycení jemných prachových částic. Mazivo je stejného typu jako u ložisek. Prostor mezi vnější krytkou a hřídelovým kroužkem je také vyplněn mazivem a vytváří tukovou předkomoru pro zachycení větších nečistot. Elementy labyrintového těsnícího systému jsou vyrobeny z polyamidu (vnitřní a vnější labyrint) a z polypropylenu s UV stabilizátorem (vnější krytka a hřídelový kroužek) Válečky určené pro drsné podmínky mají vnější krytku z ocelového plechu. U válečků s ložisky 6310 a 6312 jsou vnitřní a vnější labyrint vyrobeny ze Siluminu - hliníkové slitiny. Labyrintový systém může být vybaven třecím kroužkem pro zabránění vnikání vody.

3.4.2 Bubny pásových dopravníků Bubny pásových dopravníků zajišťují přenos točivého momentu na dopravní pás. Rozměry bubnu mají podstatný vliv na životnost pásu. Jsou závislé na zvoleném typu pásu, dopravovaném materiálu, dopravní kapacitě, pracovním prostředí a konstrukčním řešení dopravníku. Pogumované bubny mohou být použity na jakémkoliv místě dopravníku. Skládají se z obrobeného pláště, dvou koncových čel a dvou hřídelí. Žebrové bubny pomáhají odstraňovat nalepený materiál na dopravním pásu. Bubny se převážně používají jako koncové. Klecové bubny mají stejné použití jako žebrové bubny. Jsou využívány pro speciální aplikace, kde jsou dopravovány velmi vlhké materiály a pás se silně znečišťuje. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

36


pásové dopravníky Kolektiv autorů

Shrnutí pojmů 3.4. Bubny pásových dopravníků zajišťují přenos točivého momentu na dopravní pás.

Otázky 3.4. 1. Rozdělte základní typy napínacích zařízení.

Další zdroje HTTP://WWW.OSTROJ.CZ HTTP://WWW.INTERROLL.COM HTTP://CS.WIKIPEDIA.ORG HTTP://WWW.BMTO.CZ HTTP://WWW.TRANZA.CZ

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

37


Zásobníky Kolektiv autorů

4

ZÁSOBNÍKY

Zásobníky sypkých hmot slouží pro snazší manipulaci se sypkým materiálem ať už jako zásobník pro skladování sypké hmoty nebo jako transportní zařízení. Tvary zásobníků sypkých hmot mohou být různé – od válcových nádob po hranaté nádoby, v polohách jak horizontálních tak vertikálních. V těchto nádobách se skladují, popř. převážejí různé sypké hmoty jako například stavební suroviny (cement, písek, vápenec a další), potravinářské suroviny (obiloviny, granulované směsi, atd.). Do zásobníků sypkých hmot bychom mohli zařadit i železniční vagóny, popř. traktorové a jiné vlečky.

4.1 Rozdělení zásobníků dle ČSN 73 5570

Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Rozlišit podle daných pravidel bunkry a sila sypkých hmot

Výklad Bunkry jsou skladovací zařízení, pro které platí: h ≤ 1,5·A1/2 Kde: h … výška komory; A … příčný průřez zásobníku Pro kruhové průřezy komory h ≤ 1,33·d kde: h … výška komory; d … vnitřní průměr komory Sila jsou skladovací zařízení, pro které platí: h > 1,5·A1/2 Kde: h … výška komory; A … příčný průřez zásobníku

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

38


Zásobníky Kolektiv autorů

Shrnutí pojmů 4.1. Bunkr je skladovací zařízení, pro které platí h ≤ 1,5·A1/2. Silo je skladovací zařízení, pro které platí h > 1,5·A1/2.

Otázky 4.1. 1. Rozlište konstrukční rozdíly mezi silem a bunkrem.

4.2 Rozdělení zásobníků dle tvaru

Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Rozdělit zásobníky dle různých kritérií

Výklad

4.2.1 Pravoúhlé zásobníky Používají se většinou pro menší skladovací kapacity vzhledem k tomu, že tvar zásobníku není vhodný z hlediska namáhání stěn zásobníku. Určitým problémem je i vyřešení výsypky, která u tohoto typu zásobníku může být po celé své délce jedné hrany – štěrbinová výpusť nebo tvar výsypky je komolý jehlan, průřez výpustného otvoru je pak čtverec nebo obdélník. U těchto typů zásobníků jsou výraznější tendence pro vznik tzv. mrtvých koutů, ze kterých se materiál velmi obtížně vyprazdňuje. Z geometrie zásobníku je zřejmé, že úhel stěny výsypky alfa, může být někdy i příčinou poruch vyprazdňování. Určitou výhodou je lepší využití zastavěného prostoru při vytváření skupin zásobníků.

4.2.2 Válcové zásobníky Jsou výhodné jak z hlediska výrobního, tak i z hlediska namáhání pláště zásobníku. Určitou nevýhodou je jejich menší skladovací kapacita při vytváření skupin zásobníků. Využití zastavěné plochy je menší než u pravoúhlých zásobníků. Válcové zásobníky jsou většinou opatřeny kuželovou výpustí, která má zaručit plynulé a dokonalé vyprazdňování celého objemu zásobníku. Vzhledem k osové symetrii zásobníku, VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

39


Zásobníky Kolektiv autorů je úhel výsypky v každém řezu stejný. Problém je v navržení správného úhlu výsypky tak, aby nebylo za potřebí přídavné zařízení pro vyprazdňování. Správnou volbou úhlu výsypky lze také ovlivnit skladovací kapacitu zásobníku. Viz Obrázek 4.1.

4.2.3 Kombinované zásobníky V některých případech lze řešit zásobníky i tak, že prakticky nemají komoru a tvar zásobníku je pak kužel nebo jehlan (u čtvercového průřezu) – lepší vyprazdňování zásobníku. Viz Obrázek 4.2. Těchto typů zásobníku lze využít pro skladování materiálu málo sypkého a soudržného. Použití těchto zásobníků musí být technologicky a ekonomicky zdůvodněné, protože jejich užitečný objem k zastavěné ploše je menší. Za jehlancovité a kuželovité zásobníky se považují i takové, jejichž výška válcové části je menší než výška výsypky, takové zásobníky se nazývají kombinované Zásobníky můžeme plnit: Mechanicky – na střeše zásobníku je otvor s poklopem, jímž jde plnit pásovým nebo šnekovým zásobníkem. Pneumaticky – materiál dopravujeme do zásobníku pomocí potrubí, které je připevněno na plášť zásobníku a vyústění je pod střechou zásobníku. 4.2.4 Stacionární sila Stacionární sila jsou navrhována pro konkrétní použití dle zadání odběratele, včetně dokumentace a statického výpočtu. Sila jsou dodávána jako samostatně funkční zařízení včetně nezbytné bezpečnostní výbavy a různého příslušenství. Mohou být umístěna na vlastní podstavě, na ocelové konstrukci jako podjezdová expediční sila, skladovací sila uvnitř hal, nebo jako vážená sila na tenzometrech.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

40


Zásobníky Kolektiv autorů

Obrázek 4.1 – Zásobník s uzavřeným segmentovým uzávěrem 4.2.5 Transportní sila Jsou úspěšným a prověřeným logistickým prvkem v dopravě suchých stavebních směsí od výrobce ke spotřebiteli. Vyrábějí se pro různé typy natahovacích transportních systémů, v různých kapacitách a jako netlaková samospádová sila či jako tlakové nádoby.

4.2.6 Speciální sila, násypky, nádrže Jsou navrhována na míru konkrétním požadavkům a pro konkrétní materiály. Mezi naše výrobní možnosti patří také návrh nepřeberného množství násypek, skluzů a nádrží dle konkrétních požadavků a potřeb zákazníka. Jedná se o násypky ke šnekovým dopravníkům, podzemní zásobníky včetně vyprazdňování, skluzy, prodloužení, ale i nádrže na kapaliny včetně tlakového provedení. Příklady speciálních sil: • vícekomorová sila • dvojstěnné nádrže • tepelně izolovaná sila • vytápěná sila • sila se šnekovým vyprazdňováním • zásobníky plněné nakladačem • zásobníky s plochým vynášecím dnem

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

41


Zásobníky Kolektiv autorů 4.2.7 Pojezdová sila a konstrukce Tato zařízení jsou v podstatě stacionární sila umístěná na konstrukci umožňující podjetí nákladního automobilu nebo cisterny pro přímé vyprázdnění sila pomocí teleskopických hubic nebo jiných výpustí. Většinou je tato sestava kombinována s váhou, která přímo registruje množství vysypaného materiálu.

4.2.8 Homogenizační sila Slouží k homogenizaci směsi materiálů podobných vlastností a zrnitosti, např. drcených plastových recyklátů nebo různých krmiv. Jedná se vždy o zásobník kruhového průřezu s uvnitř v ose umístěným vertikálním šnekovým dopravníkem zaručujícím trvalý pohyb materiálu silem. Kromě homogenizace plní takový zásobník klasickou roli stacionárního sila v technologické lince, za kterým je zařazeno transportní či dávkovací zařízení.

CD-ROM

Obrázek 4.2 – Zásobník s otevřeným segmentovým uzávěrem

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

42


Zásobníky Kolektiv autorů

Shrnutí pojmů 4.2. Pravoúhlý zásobník má příčný průřez tvořen čtvercem či obdélníkem. Válcový zásobník má příčný průřez tvořen kruhem.

Otázky 4.2. 1. Rozdělte zásobníky sypkých hmot dle tvaru.

4.3 Legislativa pro skladovací zařízení sypkých hmot (zásobníky, sila, bunkry, násypky) • Nařízení vlády č. 378/2001 Sb. • ČSN ISO 8456

Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Podrobnosti výkladových norem týkajících se zásobníků sypkých hmot

Výklad

4.3.1 Nařízení vlády č. 378/2001 Sb. příloha č. 5 Stabilní skladovací zařízení sypkých hmot (dále jen “skladovací zařízení”), jsou stabilní zařízení nebo prostorové konstrukce umožňující skladování sypké hmoty, jejichž objem přesahuje 3 m 3 a v nichž lze skladovat sypké hmoty o výšce přesahující 1,5 m. Požadavky na bezpečný provoz a používání stabilních skladovacích zařízení sypkých hmot jsou: • Zabránění přístupu k nebezpečnému prostoru, ve kterém by mohlo dojít k zachycení zaměstnanců. • Ochrana před padajícími, odlétajícími nebo rozprašovanými sypkými hmotami a zabránění nežádoucímu vniknutí předmětů do skladovacího zařízení. • Ochrana před nebezpečnými účinky statické elektřiny. • Zabránění vzniku požáru nebo výbuchu s následným požárem pro případ možného nebezpečí nahromadění plynných nebo tuhých emisí nebo jejich směsí ve výbušných koncentracích. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

43


Zásobníky Kolektiv autorů • Stanovení velikosti a tvarů otvorů ochranných zařízení s přihlédnutím k nebezpečnému prostoru a s ohledem na vlastnosti, strukturu a množství skladovaných sypkých hmot a na možnosti propadnutí zaměstnanců do skladovacího zařízení. • Zabezpečení vstupů a otvorů do uzavřených nebezpečných prostor proti nežádoucímu vstupu zaměstnanců nebo jejich nahodilému pádu; ochrana vstupů k otevřenému skladovacímu zařízení, kde je možnost stálého přístupu k hornímu otvoru, před pádem dovnitř skladovacího zařízení pevným zábradlím s vrchním madlem ve výšce 1,1 m. • Zajištění spolehlivé těsnosti vypouštěcích otvorů a jejich uzávěrů tak, aby odpovídaly vlastnostem skladované sypké hmoty, největšímu přípustnému tlaku nebo podtlaku a aby nemohlo dojít k jejich náhodnému otevření. • Zabezpečení instalovaných ochranných zařízení proti samovolnému uvolnění; uzamčení odnímatelných částí klíčem nebo jiným nástrojem. • Zřízení plošin a přístupových lávek pro obsluhu o šířce nejméně 0, 5 m. • Vybavení účinným ochranným zařízením k omezení nebezpečné koncentrace škodlivin. • Přijetí bezpečnostních opatření k zabránění vytváření kleneb, trychtýřů, převisů skladovaných hmot nebo jejich ulpívání na stěnách skladovacího zařízení, k zabránění nahrnování skladované sypké hmoty v okolí plnících otvorů skladovacích zařízení umístěných pod úrovní terénu nebo podlahy nad výšku 1,5 m od úrovně okolního terénu nebo podlahy. • Zajištění osvětlení, včetně nouzového osvětlení, v manipulačním prostoru, kde se zdržuje obsluha a zaměstnanci. • Zpracování Místního provozního bezpečnostního předpisu, ve kterém zaměstnavatel uvede: o zaměstnance oprávněné k používání skladovacího zařízení a k vedení evidenční knihy o údržbě obsahující termíny, rozsah a způsob jejího provádění, o opatření pro vstup do skladovacího zařízení, zejména technologický postup, způsob signalizace, zajištění proti nežádoucímu spouštění, zabezpečení zaměstnanců a jejich zajištění při vstupu do skladovacího zařízení nejméně dvěma dalšími zaměstnanci s napnutým zajišťovacím lanem a se stálým dozorem, o opatření k zajištění bezpečnosti práce ve škodlivém prostředí při zjištění výskytu nebezpečných látek a na ochranu proti výbojům statické elektřiny, o způsob zajištění vstupních otvorů do uzavřených skladovacích zařízení, o technologický postup pro obsluhu, dojde-li k přerušení vyprazdňování, o termíny a rozsah kontrol vlastností uložených sypkých hmot z hlediska možného samovznícení nebo výbuchu, o zakázané úkony a činnosti, zejména vstup vypouštěcím otvorem, pokud není skladovací zařízení prázdné, vstupování na skladovaný materiál, ovládání uzávěru skladovacího zařízení z ložné plochy dopravního prostředku a zdržování se na jeho ložné ploše po celou dobu plnění nebo vyprazdňování.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

44


Zásobníky Kolektiv autorů 4.3.2 ČSN ISO 8456 • Jsou – li v násypkách, silech, zásobnících a bunkrech skladovány výbušné hmoty nebo hmoty, které mohou vytvářet výbušnou směs, pak musí být tato zařízení vybavena protivýbušným zařízením umožňujícím kontrolované větrání. Tento požadavek se nevztahuje na zařízení vybavená systémem zabraňujícím vzplanutí (inertní atmosféra apod.). • V případě, že je možnost stálého přístupu k hornímu vstupnímu otvoru do otevřených násypek, sil zásobníků a bunkrů, musí být tento otvor opatřen ochranou zabraňující pádu do vnitřku zařízení. • Je-li jako ochrana použita vodorovná tyčová nebo drátěná tuhá mříž, musí zakrývat horní otvor v celém rozsahu a musí být provedena tak, aby vydržela pád předmětu nebo osoby z výšky 1m. Mezery mezi tyčemi nebo rozměry ok tuhé drátěné sítě nesmí být větší než 200 mm. • Jsou-li násypné otvory na úrovni terénu a plnění se provádí z vozidla, může být ochranné zábradlí přerušeno v místě stanoviště vozidla. Vozidlo však musí být zajištěno proti pádu do skladovacího zařízení. • Kontrolní dvířka, odnímatelné části a přerušení v ochranném zábradlí musí být u zavřených násypek, sil, zásobníků a bunkrů opatřeny zařízením umožňujícím uzamknutí klíčem nebo speciálním nástrojem. • Násypky, sila, zásobníky a bunkry plněné automaticky musí mít vhodná automatická zařízení, která zastaví plnící proces, jsou-li zcela zaplněny. • V případě, kdy při skladování hmot vzniká nebezpečí vniku plynu, prachu nebo škodlivých směsí, musí být přijata potřebná opatření, zejména: o používání kontrolovaných pracovních způsobů (např. uzavřený systém), o zabránění úniku nebezpečných látek (např. pod tlakem), o zabránění kontaktu osob se škodlivými látkami, o použití ochranných oděvů a dýchacích aparátů. • V případě, kdy při skladování sypkých hmot hrozí nebezpečí výbuchu v důsledku přítomnosti plynu, prachu nebo výbušných směsí, musí být provedena všechna potřebná opatření pro zabránění výbuchu nebo omezení následků zejména: o zabráněním vytvoření výbušné atmosféry, o zabráněním vzniku zdrojů zažehnutí, o použití systémů odolného proti tlaku při výbuchu, o vytvoření ploch pro pojistné tlakové explozivní otvory, o přijetím opatření pro potlačení výbuchu. • Zařízení pro ovládání uzávěrů zásobníků ať již ruční nebo mechanické, musí být bezpečně přístupné. V případě přímého nakládání vozidel pod uzávěrem zásobníku musí být uzávěr umístěn tak, aby bylo možno dohlížet na tok materiálu bez nebezpečí pro obsluhu. • Uživatel musí zajistit řádnou kontrolu procesu plnění skladování zařízení i jeho ochrany proti přeplnění. • V blízkosti pracovního místa na skladovacím zařízení musí být viditelně umístěny srozumitelné pracovní bez zjištění, zda bude dodržena bezpečnost provozu. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

45


Zásobníky Kolektiv autorů • Ovládat skladovací zařízení nebo provádět manipulace v průběhu jeho běžného provozu smí pouze odpovědná osoba. Zejména uvedení do provozu smí provádět výhradně kvalifikovaný pracovník. • Obsluha skladovacího zařízení musí být seznámena s normálními a havarijními ovladači zastavení. Tyto ovladače musí být vždy přístupné a přístupové oblasti musí být bez překážek. Pro zabezpečení správné funkce těchto ovladačů musí být provedeny pravidelné kontroly. • Vstupovat do násypek, sil, zásobníků a bunkrů je zakázáno. Oznámení tohoto zákazu musí být viditelně umístěno na skladovacím zařízení. Pro vstup do násypek, sil, zásobníků a bunkrů musí být dáno zvláštní povolení osobou odpovědnou za jejich provoz. • Před vydáním povolení musí být zvážena nebezpečí pro příslušný pracovní úkon. Určený pracovník musí být obeznámen se všemi zvláštními opatření, která musí být provedena. Tato zvláštní opatření se týkají zejména použití: o bezpečnostního lana, o navíjedla, o dýchacího přístroje nebo ochranné masky, o antistatického obleku, o zvláštního antistatické a nejiskřící obuvi, o ochranné přilby. • Pracovník, vstupující do násypek, sil, zásobníků a bunkrů musí být pod stálým dozorem zvlášť pověřenou osobou. Plnicí zařízení musí být před vstupem do násypky, sila, zásobníku a bunkru zablokováno ve vypnuté poloze. • Pracovní stav bezpečnostních zařízení ovládajících tlak nebo podtlak (bezpečnostní ventily, trhací membrány apod.) musí být pravidelně kontrolován. • Pokud je plnění prováděno foukáním a na výfuku vzduchu je filtr, musí být pravidelně prováděna jeho kontrola. • Označování zásobníku sypkých hmot: Zásobník sypkých hmot musí být trvale na viditelném místě označen údaji o druhu a nejvyšší přípustné hmotnosti a objemu sypkého materiálu, který v něm lze skladovat. • Nejmenší světlá výška nad komunikací se řídí: o výškou stanoviště řidiče nad úrovní komunikace, zvětšenou o 2,1 m, je-li náklad nižší než stojící řidič, o výškou stanoviště řidiče nad úrovní komunikace, zvětšenou o výšku nákladu s připočtením 0,3 m, je-li náklad vyšší než stojící řidič, přičemž světlá výška nad komunikací musí být při automobilovém provozu alespoň 3,6 m. Do této výšky nesmí zasahovat žádné konstrukce, potrubí, osvětlení, či jiné překážky.

Shrnutí pojmů 4.3. Stabilní skladovací zařízení sypkých hmot jsou stabilní zařízení nebo prostorové konstrukce umožňující skladování sypké hmoty, jejichž objem přesahuje 3 m 3 a v nichž lze skladovat sypké hmoty o výšce přesahující 1,5 m.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

46


Zásobníky Kolektiv autorů

Otázky 4.3. 2. Jaká zařízení musejí mít zásobníky sypkých hmot plněna automaticky? 3. Jaká opatření je nutno provést pro skladování výbušných sypkých hmot?

Další zdroje POLÁK, J. - PAVLISKA, J. - SLÍVA, A. DOPRAVNÍ A MANIPULAČNÍ ZAŘÍZENÍ III, OSTRAVA: VŠB – TU OSTRAVA, 2001 PERNA. NÁVRH ZÁSOBNÍKU NA SYPKÝ VÁPENNÝ HYDRÁT BC.MAREK HTTP://WWW.VUTBR.CZ/WWW_BASE/ZAV_PRACE_SOUBOR_VEREJNE.PHP? FILE_ID=17935 HTTP://WWW.MORKUS-MORAVA.CZ/ZASOBNIKY-SYPKYCH-HMOT.HTML HTTP://WWW.GUARD7.CZ/LEXIKON/SEKTORY-BOZP/SKLADOVACI-ZARIZENI-SYPKYCH-HMOT HTTP://WWW.SILOSYSTEM.CZ/CS/SILA.PHP#STACIONARNI

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

47


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů

5

POHONY ŠNEKOVÝCH DOPRAVNÍKŮ

Šnekový dopravník přemisťuje materiál pomocí rotujícího šneku, který rotuje kolem své osy a svou šnekovou spirálou (závitem) dopravuje materiál. Tento dopravník se skládá ze žlabu, který ohraničuje prostor pro dopravu (je to tzv. nosný orgán), dále z vlastního šneku a samotného pohonu dopravníku. Na Obrázek 5.1 – Šnekový dopravník je schematicky znázorněn šnekový dopravník pro úklonnou dopravu. Uvnitř žlabu je umístěn šnek. Ten je umístěn přímo v ose žlabu. Při rotaci šneku dochází k posouvání dopravovaného materiálu ve žlabu. Šnekové dopravníky mají jednoduchou konstrukci a velké využití mají v automatizovaných linkách. Svou jednoduchou konstrukcí se člení mezi dopravníky se spolehlivou funkčností a malou poruchovostí. Zabírají vcelku malý prostor při dopravě velkého množství materiálu. Šnekové dopravníky se používají pro vodorovnou, šikmou a někdy i svislou dopravu. Jsou vhodné pro dopravu sypkých materiálů, materiálů drobné kusovitosti (do maximální velikosti kusů 60 mm – záleží na konstrukci dopravníku), dále se mohou dopravovat materiály částečně vlhké a vláknité. Jejich nevýhodou je dopravováni tekutin, abrazivních a lepkavých materiálů. Další výhodou šnekových dopravníků je možnost technologické funkce, to znamená, že dopravník neslouží pouze pro přepravu materiálu, ale také může například míchat dva druhy materiálů, mytí, hnětení, ohřívání nebo chlazení. Dopravované množství se u šnekových dopravníků pohybuje od 1 do 300 m3·h-1, jejich délky jsou až 60 m. Otáčky šneků jsou zpravidla v rozmezí 0,2 až 0,4 s-1. Dopravní rychlost ve většině případů nepřesahuje 0,5 m·s-1.

Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Základní konstrukční prvky šnekových dopravníků.

Výklad

5.1 Základní části šnekového dopravníku Dopravovaný materiál vstupuje do dopravníku násypkou a tudy je pomocí závitů šneku transportován do prostoru výpadu, odkud samospádem vypadává. Výstupů ze šneku může být více a mohou být opatřeny hradítky s ručním, elektrickým nebo pneumatickým ovládáním. Pohon šnekového dopravníku se skládá z převodovky a elektromotoru. Převodovka obvykle přímo pohání hřídel šneku a bývá na straně výstupu materiálu do stroje (tažné VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

48


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů provedení). V případě požadavku je možno dopravník vybavit pohonem se spojkou a převodovkou nebo regulovaným pohonem. Dopravníky se nedodávají jako samonosné, takže na místě provozu musí být ukotveny buď k vhodné ocelové konstrukci, nebo ke konstrukci budovy, vždy však s ohledem na síly a vibrace vznikající během provozu stroje.

CD-ROM

Obrázek 5.1 – Šnekový dopravník 5.1.1 Šnek Šnek je hlavní částí celého šnekového dopravníku. Do značené míry určuje vlastnosti dopravníku. Skládá se z hřídele a šnekovnice. Hřídel bývá plná i trubková s plnými čepy pro uložení v ložiskách. Na hřídeli je upevněna (přivařena) šnekovnice. Šnekovnice může být buď pravotočivá nebo levotočivá – záleží na konstrukci dopravníku. Existují i šnekové dopravníky, které nemají hřídel, ale pouze šnekovnici. Takovým se říká spirální šnekový dopravník – využívaný především v zemědělství. 5.1.2 Žlab Žlab tvoří hlavní nosnou část šnekového dopravníku. Mívá tvar písmene U a jeho rozměry jsou odvozeny od rozměrů šneku. Mezi šnekem a žlabem je určitá vůle, která bývá 5 až 10 mm a je určena výrobními tolerancemi šneku a druhem dopravovaného materiálu.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

49


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů Většina žlabů je tvořena zkružováním plechu, nejčastěji tloušťky 2 až 8 mm. Víko žlabu bývá utěsněno a patřičně připevněno ke žlabu. Dopravovaný materiál se do žlabu přivádí nejčastěji shora do násypky. Přivádění materiálu je možné v libovolném místě dopravníku, musí být však rovnoměrné. Materiál se nejčastěji odvádí otvorem ve dně žlabu anebo klapkou na konci žlabu. Odběr materiálu lze i realizovat pomocí soustav šoupátek po celém dopravníku, tak lze odebírat materiál na více místech. 5.1.3 Vodící ložiska šneku Hřídel šneku přenáší točivý moment od motoru na šnekovnici. Při menších rozměrech šneku bývá hřídel plný a většinou kruhového průřezu. Při větších rozměrech je vyroben z ocelové tlustostěnné trubky. Hřídel je svými konci uložen v předním a zadním čele žlabu a to zpravidla ve valivých ložiskách. Jedno z těchto ložisek musí zachycovat i axiální sílu od šneku. Pokud chceme zabránit přílišnému prohnutí šneku, musíme použít podporu šneku – vodící ložiska. Vodící ložiska šneku se využívají u dlouhých šneků a u šneků s malou tuhostí. S ohledem na rozměry a tuhost šneku se volí vzdálenosti mezi těmito vodícími ložisky. Nejčastěji se ukládají ve vzdálenostech 2,5 až 3 m. Vodící ložiska bývají výškově stavitelné, kluzné s pouzdrem ze šedé litiny, bronzu, plastu. 5.1.4 Pohon K pohonu šnekových dopravníků se v současné době nejčastěji používá asynchronní elektromotor. Asynchronní motor je točivý elektrický stroj pracující na střídavý proud. Tento stroj pracuje na principu elektromagnetické indukce, která je buzena mezi hlavními částmi motoru – mezi rotorem a statorem. Výhodou asynchronního motoru je vysoká spolehlivost, jednoduchá konstrukce a napájení z běžné střídavé sítě. Napájecí napětí může být jednofázové anebo třífázové, které je používanější. Stator je nepohyblivá část elektromotoru. Je složen z nosné kostry motoru, svazku statorových plechů a statorového vinutí. Rotor je pohyblivá část elektromotoru. Je to hřídel s nalisovanými rotorovými plechy s drážkami, ve kterých jsou umístěny měděné tyče, které jsou na obou stranách spojeny mosaznými kruhy. Takto upravený rotor se nazývá „kotva na krátko“ nebo „kotva klencová“. Kotva na krátko - v drážkách rotoru jsou nalisovány neizolované měděné tyče, které jsou na obou koncích spojeny zkratovacími kroužky. Tyče spolu s kroužky mají podobu klece. Klencová kotva – na hřídeli jsou kromě svazku rotorových plechů i sběrné kroužky. V drážkách plechů je uloženo trojfázové vinutí rotoru z izolovaných vodičů, které je zapojeno většinou do hvězdy. Na tři sběrací kroužky je připojeno vinutí rotoru, ke kterému lze připojit činné odpory sloužící k rozběhu motoru. Asynchronní motor pracuje na principu elektromagnetického točivého pole, které vznikne průchodem střídavého trojfázového proudu, odebíraného ze sítě, vinutím statoru. Toto magnetické pole způsobí v rotoru napětí a vzniklý proud vyvolává sílu, která způsobí

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

50


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů otáčení rotoru. Otáčky točivého pole jsou dány kmitočtem napětí odebíraného ze sítě a počtem pólů trojfázového motoru. Rotor se nikdy nemůže otáčet stejnými otáčkami jako elektromagnetické pole, jelikož by se silový účinek vyrušil a mezi rotorem a statorem nevznikala točivá síla. Míra rozdílu otáček pole a rotoru se nazývá skluz. Ten je udáván v procentech a lze podle něj rozdělit oblasti práce asynchronního motoru. Ten může být provozován jako motor, generátor nebo brzda. Skluz je poměr otáček magnetického pole n1 a otáček rotoru n. 5.1.5 Převodovka Převodovka je technické zařízení, které mění vstupní otáčky (v našem případě od elektromotoru) na výstupní otáčky (na šneku) s určitým převodovým poměrem. Přenášený výkon elektromotoru zůstává stejný, mění se pouze otáčky a úhlové rychlosti. Převodovka je součástí mnoha strojů a zařízení. Skládá se z hnací hřídele (vstupní), která je většinou přes spojku spojena s hřídelí elektromotoru a hnané hřídele (výstupní), která opět přes spojku přenáší otáčky, točivý moment a výkon na hnaný mechanismus nebo stroj. Další díly převodovky jsou: ozubené kola s určitými rozměry a převodovým poměrem, ložiska, gufera a samotná skříň převodovky. Nedílnou součástí převodovky je i mazání. To je většinou prováděno broděním ozubených kol v olejové lázni nebo tlakové pomocí přídavného čerpadla. Z hlediska regulace otáček lze u šnekových dopravníků použít i variátor nebo frekvenční měnič. 5.1.6 Variátor Variátory nejsou standardně dodávány se šnekovými dopravníky, ale lze je taktéž požít pro regulaci otáček dopravníku. Princip fungování variátoru je velice podobný systémům převodu na kole. Různé převody na kole můžeme porovnat s různými průměry, které závisí na vzdálenosti mezi řemenicemi, kde se točí řemen. Při rozjezdu řemen běží na řemenici variátoru na malém průměru a na velkém průměru u řemenice spojky. Tím je nastaven nejnižší možný převodový poměr a nejvyšší točivý moment. Důležité je, aby v oblasti nejvyššího točivého momentu motoru byly během zrychlování otáčky motoru pokud možno stálé.

Shrnutí pojmů 5.1. Šnek se skládá z hřídele a šnekovnice. Tažný šnekový dopravník má pohon na výstupu dopravníku. Tlačný šnekový dopravník má pohon na vstupu dopravníku.

Otázky 5.1. 1. Jaké typy strojních zařízení se používají pro regulaci otáček šnekových dopravníků? 2. Jaké typy pohonů se používají pro šnekové dopravníky? VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

51


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů

5.2 Typy převodů Šnekový dopravník lze pohánět i jinými typy převodovek, nejen klasickou převodovkou s ozubenými koly, ale dá se použít i řemenový nebo řetězový převod. Tyto převody nám zaručí spojení elektromotoru se šnekem dopravníku a tím přenesou i točivý moment a otáčky. K tomuto spojení se používají 3 druhy převodů. Tyto převody se většinou umísťují na konzolu spojenou s čelem žlabu nebo přírubovým spojem přímo na čelo žlabu. U větších jednotek má pohon samostatný základ. Hnací moment se z výstupního hřídele převodovky přenáší na hřídel šneku pomocí pružné spojky.

Čas ke studiu: 30 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Typy převodů šnekových dopravníků

Výklad 5.2.1 Řemenový převod Jde o způsob převodu, který může být výhodný při rozběhu nebo přetížení dopravníku, kde se příliš velké odpory nedají překonat a řemen jednoduše proklouzne a nepoškodí se tím elektromotor. Avšak je riziko, že při nesprávné montáži a údržbě může časem docházet stále častěji k prokluzům. Tento způsob převodu se hojně využívá u materiálů, kde dochází ke vzpříčení. Jedinou možností změny otáček je výměna řemenic.

5.2.2 Řetězový převod Spojení řetězem se používá v prostorech, kde není možné využít přímé spojení převodovkou s ozubenými koly. Toto spojení je bez skluzu a při přetížení může tedy dojít k poškození elektromotoru nebo části dopravníku. Změna otáček se dá realizovat stejně jak u řemenového převodu výměnou řetězových kol.

5.2.3 Spojení přímé Přímé spojení se používá u dopravníků, které nebývají limitovány větší celkovou délkou dopravníku. Výhodou tohoto spojení je jednoduchost spoje, který je zpravidla realizován pomocí pružné kotoučové spojky.

Shrnutí pojmů 5.2. Pohon šnekového dopravníku může obsahovat klasickou převodovkou s ozubenými koly nebo řemenový či řetězový převod. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

52


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů

Otázky 5.2. 1. Definujte jednotlivé části pohonu šnekových dopravníků. 2. Seřaďte jednotlivé typy převodů dle náročnosti na údržbu.

5.3 Regulace otáček elektromotoru Otáčky elektromotoru jsou většinou určeny výrobcem elektromotoru. Avšak můžeme je měnit. Tyto otáčky jsou dány skluzem s, kmitočtem napájecího napětí f1 a počtem pólů p, jak je patrné ze vzorce (5.1). Otáčky tedy můžeme regulovat změnou kterékoli této veličiny. n = n1 ⋅ (1 − s ) =

f1 ⋅ (1 − s ) p

(5.1)

Čas ke studiu: 30 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Nejčastější způsoby regulace otáček šnekových dopravníků.

Výklad 5.3.1 Spouštění asynchronního motoru Při spouštění asynchronního motoru je záběrový proud až 7 krát vyšší než hodnota nominálního proudu, čímž vzniknou v síti velké proudové rázy při poměrně malém záběrovém momentu. Z tohoto důvodu se přímé spouštění doporučuje pouze pro motory s výkonem do 3 kW. U motoru s kotvou na krátko se dají tyto proudové rázy zmenšit pomocí: Statorový spouštěč – do série s vinutím se zapojí omezovací odpory, které se během spouštění postupně vyřazují. Tento způsob je vhodný pro jemný záběh motoru, který je při rozběhu málo zatížen Rozběhové transformátory – jsou připojeny do spouštěcího obvodu a snižují rozběhové napětí a tím i rozběhový proud. Nejčastěji jsou používány autotransformátory, které jsou ekonomicky výhodné. Při rozjíždění je možno transformátor i přetížit, jelikož ihned po rozběhnutí je odpojen ze sítě. Tento způsob se používá výhradně pro motory velkých výkonů. Přepínač hvězda-trojúhelník – statorové svorky motoru jsou běžně spojeny do trojúhelníku. Pokud je ovšem přepneme do hvězdy, tak se napětí na vinutí zmenší 3 krát, tím

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

53


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů klesne odebíraný proud a výkon na třetinu. Tato metoda se může používat jen při malém zatížení motoru. Polovodičový regulátor napětí – jde o moderní postup, při kterém lze dosáhnout plynulý rozběh motoru, zlepšení účiníku a šetřit elektrickou energii Speciální úprava klece – kotvy s dvojitou klecí, odporová klec, vírová kotva. Motor s kroužkovou kotvou - přes kartáče je ke sběracím kroužkům připojen rotorový spouštěč, sestaven ze tří stejně velkých odporů, které jsou postupně vyřazovány. Na konci rozběhu je vinutí spojeno na krátko. Výhodou je, že motory mohou být při rozběhu zatížené.

5.3.2 Regulace otáček změnou skluzu Změníme-li výkon, který se spotřebovává v rotoru, změní se i skluz. Lze proto použít pouze pro motor s kroužkovou kotvou a to: Pomocí regulačního odporu – zařazením odporu do obvodu rotoru se část skluzového výkonu přemění na teplo. Je to velice nehospodárný způsob změny skluzu. Podsynchronní kaskádou – část skluzového výkonu se vrací zpět do sítě, jde tedy o hospodárnější způsob snížení skluzu. Kmitočet rotorových proudů je odlišný od kmitočtu sítě, proto se musí před navracením do sítě použít měnič kmitočtu.

5.3.3 Regulace otáček změnou kmitočtu Používá se u motorů s kotvou na krátko. Připojením měniče můžeme řídit napětí a tím i vytvářené magnetické pole statoru. Skalární řízení – lze nastavovat velikost magnetického toku. Používá se u motorů s malými nároky na dynamické vlastnosti (čerpadla, ventilátory) Vektorové řízení – kromě velikosti magnetického toku lze nastavovat i jeho směr a tím můžeme docílit plynulou změnu otáček při jakémkoli režimu práce a zatížení. Jde o nejdokonalejší způsob řízení otáček. Lze jím docílit i otáček nadsynchronních. 5.3.4 Regulace změnou pólů Lze dosáhnout pouze skokové změny otáček, protože počet pólových dvojic musí být celé číslo.

Shrnutí pojmů 5.3. Otáčky elektromotoru šnekových dopravníku jsou dány skluzem s, kmitočtem napájecího napětí f1 a počtem pólů p.

Otázky 5.3. 1. Jakým způsobem lze měnit otáčky jednotlivých elektromotorů? VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

54


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů

5.4 Brzdění Při prostém odpojení ze sítě je v motoru akumulována kinetická energie, která působí dlouhý doběh motoru. Brzdný moment, potřebný k rychlejšímu zastavení motoru, lze vytvořit mechanicky i elektricky.

Čas ke studiu: 30 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Způsoby brzdění elektromotorů

Výklad 5.4.1 Brzdění protiproudem Změněním smyslu otáčení magnetického pole statoru se vytváří brzdný moment, působící proti směru otáčení rotoru. Po dosažení nulových otáček je nutno motor odpojit, aby se nezačal otáčet opačným směrem. Veškerá kinetická energie se mění na teplo, tento způsobuje tedy značně nehospodárný. Tento způsob připadá v úvahu pouze pro velmi malé výkony, skokovým přepnutím smyslu otáčení motoru totiž vznikne skluz o velikosti dvojnásobku nominální frekvence motoru a tím dojde k obrovskému přetížení motoru a nárůstu proudu. Tento způsob není moc vhodný, protože veškeré teplo vytvořené bržděním zůstává v motoru, který se tím ohřívá. 5.4.2 Brzdění generátorické Nastává při práci motoru jako generátoru, tedy když n > n1 lze jej použít pro zastavení motoru, pouze pokud je možné měnit frekvenci otáčení magnetického pole frekvenčním měničem. Pokud je možné vracet vyrobenou energii zpátky do sítě, jedná se o nejhospodárnější způsob brzdění asynchronního motoru (tzv. rekuperace). Tento způsob používají například moderní lokomotivy, tramvaje a trolejbusy. Pokud frekvenční měnič nevrací vyrobenou elektřinu zpátky do sítě, musí se tato někde spálit, nejčastěji v odporníku. Tento druhý způsob používají starší lokomotivy, tramvaje a trolejbusy. U obou těchto způsobů je výhodné, že se vyrobená energie odvede mimo motor, který se díky tomu zbytečně nepřehřívá. Pomocí tohoto způsobu lze zastavit motor až do nulových otáček, udržovat konstantní brzdící moment a podobně. 5.4.3 Brzdění dynamické Statorové vinutí se odpojí od sítě a připojí se na zdroj stejnosměrného napětí. Magnetické pole statoru je tedy nepohyblivé a pohybující se rotor sám vytváří brzdný moment. Velikost brzdného momentu je možno regulovat velikostí stejnosměrného proudu pouze v omezeném rozsahu. Tento způsob není moc účinný při vyšších otáčkách. A při otáčkách blízkých nule se musí motor dobrzdit mechanicky. Tento způsob brždění není moc výhodný, protože veškeré teplo vytvořené bržděním zůstává v motoru, který se tím ohřívá. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

55


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů

Shrnutí pojmů 5.4. Brzdný moment potřebný k rychlejšímu zastavení motoru lze vytvořit mechanicky i elektricky.

Otázky 5.4. 1. Jaký typ brzdění je nejvhodnější z hlediska oteplení motoru?

5.5 Výpočet šnekových dopravníků Čas ke studiu: 10 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Zjednodušený výpočet základních parametrů šnekového dopravníku

Výklad

5.5.1 Otáčky šneku Základní podmínkou dopravy je, aby odstředivá síla byla menší nebo rovna tíze dopravovaného materiálu. m ⋅ 0,5 ⋅ D ⋅ ω 2 ≤ m ⋅ g 1  g  n kr = ⋅  2π  0,5 ⋅ D  n kr ≈ 0,7 ⋅ D −0,5

0, 5

(5.2)

Největší dopravní výkon je při polovině kritických otáček:

nopt = 0,35 ⋅ D −0,5

(5.3)

5.5.2 Rychlost pohybu materiálové vrstvy v = h⋅n

(5.4)

Kde stoupání šnekovice h se volí: h=D

pro malé průměry VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

56


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů h = 0,8·D

pro velké průměry

5.5.3 Výpočet dopravovaného množství Qv = 3,6 ⋅ S ⋅ v ⋅ ρ s ⋅ kϕ

(5.5)

5.5.4 Příkon elektromotoru Příkon šnekového dopravníku je určen řadou dílčích odporů, z nichž se některé nedají stanovit výpočtem s dostatečnou přesností. Proto se příkon elektromotoru stanoví z celkového součinitele odporu w. Ten je závislý na procentu plnění materiálu, kde zjistíme i součinitel w1.

w=

w1 ⋅Ψ Ψ1

(5.6)

Poté bude výkon na hřídeli dopravníku: PK =

Qv ⋅ L ⋅ (w ⋅ ocsε + sin ε ) ⋅ g 3600

(5.7)

Příkon elektromotoru:

P = (1,15 až 1,20) ⋅

PK

(5.8)

ηc

Shrnutí pojmů 5.5. Příkon šnekového dopravníku je určen řadou dílčích odporů.

Otázky 5.5. 1. Jaká je podmínka pohybu materiálu ve šnekovém dopravníku?

Další zdroje DRAŽAN, FRANTIŠEK 456 S.

A

KAREL JEŘÁBEK. MANIPULACE

S MATERIÁLEM,

PRAHA: SNTL, 1979,

POLÁK, J., BAILOTTI, K., PAVLÍSKA, J., HRABOVSKÝ, L: DOPRAVNÍ ZAŘÍZENÍ II. ES VŠB-TUO, 2003.

A MANIPULAČNÍ

BEDNÁŘ, J. SPIRÁLNÍ ŠNEKOVÝ DOPRAVNÍK. BRNO: VUT V BRNĚ, 2012, 38 S. HROCH, P. DOPRAVA ZEMĚDĚLSKÝCH OSTRAVA, OSTRAVA, 2009, 94 S.

KOMODIT BEZOSÝM ŠNEKOVÝM DOPRAVNÍKEM.

VŠB-TU

HTTP://WWW.JK-MACHINERY.CZ/569/SNEKOVE-DOPRAVNIKY/ HTTP://COPTEL.COPTKM.CZ/REPOSIT.PHP?ACTION=0&ID=5282

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

57


pohony šnekových dopravníků Kolektiv autorů HTTP://AUTOMATICKE-PREVODOVKY.EU/ZAJIMAVOSTI-O-AUTOMATICKYCHPREVODOVKACH/VARIATOR-A-VARIATORY

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

58


Kolejová doprava Kolektiv autorů

6

KOLEJOVÁ DOPRAVA

Kolejová neboli železniční doprava patří mezi nejrozšířenější systémy přerušované dopravy. Je to doprava kolejovými vozidly po kolejových tratích. Počátky železnice u nás spadají do začátku 19. století. V roce 1807 ukládá Česká hydrotechnická společnost Františku Josefu Gerstnerovi, aby prostudoval všechny dosavadní návrhy na vytvoření průplavu mezi Vltavou a Dunajem. Ten České hydrotechnické společnosti doporučil od stavby průplavu upustit, neboť by stavba byla ekonomicky neúnosná. Dobrozdání vypracované F. J. Gerstnerem vyústilo v závažný závěr: "Je-li cílem snížit náklady na přepravu, pak je třeba místo stavby dunajsko-vltavského průplavu splavnit Vltavu a z Lince do Českých Budějovic zřídit koněspřežnou dráhu." Pak následovala PražskoLánská dráha a postupem času po i parní dráha. První železnicí s parostrojním pohonem byla Severní dráha císaře Ferdinanda. O její výstavbu se zasloužil profesor vídeňské techniky František X. Riepl. V roce 1829 seznámil veřejnost se svým návrhem na zbudování železnice z Vídně do Haliče. Pro svůj návrh si získal podporu u vídeňského bankéře Solomona Rotschilda. Ten požádal o udělení privilegia ke stavbě a provozu dráhy z Vídně přes Břeclav, Přerov a Bohumín do Haliče s odbočkami do Brna, z Přerova do Olomouce a ze Svinova do Opavy. Postupem času se vše modernizovalo a vzkvétalo, přes motorové vlaky až o elektrifikované tratě. Dnešní kolejová doprava je čím dál tím rychlejší a rychlejší a modernější, komfortnější a dražší. Kolejová doprava je charakterizována: a) směrovým vedením dopravní cesty (kolejí), což umožňuje tvorbu vlaků (lokomotiv a vagónů) b) velkým přípustným nápravovým zatížením c) při vodorovné dopravě malými rychlostmi malým jízdním odporem

6.1 Lokomotivy Lokomotivy jsou hnací vozidla s vlastním pohonem. Používají se v osobní, nákladní a dopravě v dolech a lomech. Jsou to vlastně adhezní vozidla, protože princip pohybu po kolejích je adhezní. Tyto lokomotivy jsou do 70 promilí úklonu trati (asi 4°). Při vyšších úklonech se používají ozubnicové lokomotivy nebo doprava lanem.

Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozdělení lokomotiv dle přívodu energie.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

59


Kolejová doprava Kolektiv autorů

Výklad

Dělení dle přívodu energie: -

závislé (trolejové, během jízdy jsou trvale napájeny energií, trakční motor mění dodávanou elektrickou energii na mechanickou) = elektrická trakce nezávislé (motorové, akumulátorové) = motorová trakce

Elektrická trakce Vozidlu je dodávána energie vrchním nebo spodním izolovaným vedením od země nebo zpětným vedením-kolejnicemi. Trakční vedení je zásobováno z napájecích stanic a další příslušenství jsou transformovny, měnírny, spínací stanice. Vlaky, které pohání elektrická energie, jsou ekologičtější, dosahují vyšší rychlosti a mají také vyšší akční rádius. Avšak jsou o hodně dražší než lokomotivy motorové nebo akumulátorové. Velmi drahé je také vybudovat kolejovou cestu pro tyto vlaky.

Lokomotivy mohou jezdit v 3 proudových soustavách: 1. jednosměrné (zde jezdí lokomotivy stejnosměrné, proud je přiváděn jednoduchým vodičem) 2. střídavé jednofázové (pro lokomotivy jednofázové, proud je přiváděn jednoduchým jednofázovým vedením 3. střídavé trojfázové (pro lokomotivy trojfázové, proud je přiváděn zdvojeným vedením, motor je trojfázový, indukční kroužkový nebo s kotvou nakrátko)

Motorová trakce Vozidlo je poháněno spalovacím motorem. Celé hnací zařízení je levnější a jednodušeji obsluhovatelné než elektrická trakce. Nevýhodou jsou spaliny, které spalovací motor produkuje.

Shrnutí pojmů 6.1. Lokomotivy dle přívodu energie se člení na závislé a nezávislé.

Otázky 6.1. 1. Jaké proudové soustavy se v České republice používají pro napájení lokomotiv?

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

60


Kolejová doprava Kolektiv autorů

6.2 Značení lokomotiv a vozů Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Značení lokomotiv a vozu od roku 1925 do současnosti

Výklad

6.2.1 Značení lokomotiv 1925 - 1987 1. ledna 1925 vstoupilo v platnost značení hnacích vozidel navržené ing. Vojtěchem Kryšpínem, šéfkonstruktérem První českomoravské továrny na stroje. Z Kryšpínova značení se daly vyčíst základní technické informace o daném stroji. ČSD používaly toto značení více než 60 let - až do r. 1987. Od r. 1988 se přešlo na jednotné značení s čísly s možností počítačového zpracování dat. Lokomotiva byla označena velkým písmenem, které určovalo typ hnacího vozidla (parní lokomotivy byly bez písmena) a čtyřmístným číslem, vozidla úzkorozchodná se značily jen třímístným číslem, za kterým následovalo třímístné inventární číslo. E S ES EM SM T M U N R

Písmena vyjadřují typ hnaciho vozidla …elektrická hnací vozidla stejnosměrná …el. hnací vozidla střídavá (do července 1965 značená také E) …elektrická hnací vozidla dvouproudová …el. motorová jednotka stejnosměrná …el. motorová jednotka střídavá …motorové lokomotivy …motorové vozy …hnací vozidla úzkorozchodná …nemotorový vůz (vložený v pantografech) …řídící vůz

6.2.2 Značení lokomotiv od roku 1988 Národní označení hnacích vozidel se skládá ze dvou třímístných skupin čísel (skupiny se v psaném textu oddělují tečkou) a kontrolní číslice za pomlčkou. První číslice určuje typ hnacího vozidla, druhá a třetí konstrukční skupinu. Druhé trojčíslí vyjadřuje inventární číslo nomálněrozchodné vozidla od 001, jiný rozchod než 1435 mm od 901, vlečkové lokomotivy od 501.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

61


Kolejová doprava Kolektiv autorů

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Např. typ hnaciho vozidla - první číslice …elektrická hnací vozidla stejnosměrná …elektrická hnací vozidla střídavá …elektrická hnací vozidla dvou- a víceproudová …el. motorová jednotka stejnosměrná …el. motorová jednotka střídavá …elektrická hnací vozidla dvou- a víceproudová …motorové lokomotivy …motorové vozy …řídící vůz …vložené vozy

6.2.3 Mezinárodní značení hnacích vozidel Mezinárodní označení hnacích vozidel je dvanáctimístné a má tři části - evidenční číslo přidělené v národním označovacím systému (ABC.DEF), doplněk národního označení pro přechod vozidel do zahraničí a kontrolní číslice.

6.2.4 Značení vozů nákladní dopravy Vozy jsou označeny podle toho, co přepravují – jaký materiál, na jakou vzdálenost, jakou mají stavbu. D

…otevřený patrový vůz pro přepravu automobilů

E

…otevřené vozy běžné stavby bočně a čelně výklopné

F

…otevřené vozy zvláštní stavby

G

…kryté vozy běžné stavby, s minimálně 8 větracími otvory

H

…kryté vozy zvláštní stavby

I …vozy s tepelnou regulací, chladicí vozy s tepelnou izolací třídy IN, s výměnou vzduchu, s podlahovým roštem a schránami na led (3,5m3 a vice) K

…plošinové vozy běžné stavby se sklopnými stěnami a krátkými klanicemi

L

…plošinové vozy zvláštní stavby

MD

…krytý jednopodlažní vůz pro přepravu automobilů

MDD …krytý patrový vůz pro přepravu automobilů O klanicemi

…smíšené otevřené - plošinové vozy běžné stavby se sklopnými stěnami a

R klanicemi

…podvozkové plošinové vozy běžné stavby se sklopnými čelnicemi a

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

62


Kolejová doprava Kolektiv autorů

S

…podvozkové plošinové vozy zvláštní stavby

T

…vozy s otevíratelnou střechou

U

…speciální vozy nezařaditelné do řad F, H, L, nebo S.

Z

…cisternové vozy s kovovými nádržemi pro přepravu tekutých nebo plynných

látek

6.2.5 Vybrané lokomotivy ŘADA 714 „LEGO“ Dnes na síti ČD poměrně rozšířené lokomotivy řady 714. Vznikla rekonstrukcí nespolehlivých strojů řady 735 "karkulek". Lokomotivy "lego" dostaly svou nejpoužívanější přezdívku podle výrazného červeno-modro-šedého nátěru, připomínajícího známou stavebnici. Stroje s touto přezdívkou a označením 714 slouží v osobní i nákladní dopravě.

ŘADA 721 „VELKÝ HEKTOR“ Přezdívka "velký hektor" odlišuje lokomotivy od kratších "hektorů" řady 720. Lokomotivy řady 740 vyráběné podnikem ČKD byly určeny pro středně těžkou posunovací a traťovou službu na vlečkách. Soukromí dopravci dnes tyto stroje používají i na tratích, osobní vlaky však nevozí.

ŘADA 742 "KOCOUR", "MALÝ ČMELÁK" Ačkoli "Kocouři" jsou určeni spíše pro nákladní dopravu a posun, můžeme je vidět i v čele vlaků osobních. Tyto lokomotivy jsou natřeny červeno-žlutě a charakterizují je oblaka kouře při rozjíždění. Lokomotivy řady 742 jsou na našich železnicích stále velmi rozšířené. Na řadu 742 navázala řada 743, která je v počtu 10 ks určena pro náročnou službu na trati s největším stoupáním v ČR - z Tanvaldu do Harrachova. ŘADY 749, 751 A 752 "ZAMRAČENÁ", "BARDOTKA" "Zamračené" jsou velmi rozšířené v osobní i nákladní dopravě i na posunu.

ŘADY 750, 752, 753, 754 A 755 "BREJLOVEC" Lokomotivy řad 753 a 754 byli vyráběny v ČKD. Řady 750, 752 a 755 vznikly rekonstrukcemi těchto strojů. Přezdívku získali "brejlovci" podle dvou vystouplých čelních skel. S provozními lokomotivami řad 770 a 771 známými jako "čmeláky" (podle označení

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

63


Kolejová doprava Kolektiv autorů ČME pro Sovětský svaz) se moc nesetkáme. Byly určeny pro vozbu nákladních vlaků a posun.

Shrnutí pojmů 6.2. Mezinárodní označení hnacích vozidel je dvanáctimístné a má tři části - evidenční číslo přidělené v národním označovacím systému (ABC.DEF), doplněk národního označení pro přechod vozidel do zahraničí a kontrolní číslice.

Otázky 6.2. 1. Jakým znakem lze zaznačit železniční vůz s odklopnými bočnicemi pro dopravu uhlí?

6.3 Typy vozů pro přepravu sypkého a kusového materiálu Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozdělení vozů dle konstrukce a použití.

Výklad Otevřené vozy jsou vozy, které nemají střechu, jsou prostě nekryté.

Obrázek 6.1 – Kontejnerový vůz

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

64


Kolejová doprava Kolektiv autorů 6.3.1 Otevřené vozy řady E Vagóny řady E jsou otevřené vozy běžné stavby. Jejich skříň se skládá z pevné podlahy (dřevěné, smíšené nebo celokovové), vysokých bočnic a čelnic. V bočnicích jsou většinou dveřní otvory, čelnice mohou být odklopné. Je-li třeba chránit náklad před povětrnostními vlivy, vůz se zakryje plachtou. Některé vozy patřící do řady E mohou mít i klapky v podlaze, ale ta musí být (při zavřených klapkách) plochá. U ČD jsou nejznámější vozy Es a Eas(-u). 6.3.2 Otevřené vozy řady F Hlavní řadové označení F náleží otevřeným vozům zvláštní stavby. Nejčastěji jsou to vozy výsypné, ať už typu V (příčný průřez skříně má tvar písmene V) nebo W (jednorázové sypáky - Wapky). V označení se způsob vykládání u těchto vozů podrobně označuje. Stejně tak do řady F patří jiné vozy, jež nemají plochou podlahu - např. upravená „éčka“ s malými dveřmi a šikmými okraji ložné plochy (na přepravu šrotu ap.); též některé vozy, které sice plochou podlahu mají, ale jsou zvláštní v něčem jiném - mají výklopnou korbu. ČD vlastní mnoho vozů Faccs (Sas) a Falls (Wap), výklopné vozy u nás patří do řady U (Ua). Viz Obrázek 6.2 – Otevřený vůz řady F

CD-ROM

Obrázek 6.2 – Otevřený vůz řady F 6.3.3 Otevřené vozy řady O Řada O je definována jako "smíšené vozy otevřené-plošinové běžné stavby". Tedy něco mezi nízkostěnnými a vysokostěnnými vozy.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

65


Kolejová doprava Kolektiv autorů 6.3.4 Kryté vozy řady G Do řady G patří všechny kryté (zavřené) vozy běžné stavby, tj. obyčejné skříňové vagóny. Kastle má dvě boční stěny, v nichž jsou nakládací otvory (odsuvné dveře) a větrací klapky (jež mohou být také použity k nakládání); dále dvě stěny čelní a střechu. Pakliže má vůz v označení písmeno "g", znamená to, že je uzpůsoben pro přepravu volně loženého obilí a má násypné otvory ve střeše a malé odsypné klapky ve dveřích. V České republice jsou nejznámější kryté vozy Gags, Gbg(kk)s a Gb(kk)qs; posledně jmenovaný je spěšninový vůz, jejž je možno řadit do vlaků osobní přepravy. 6.3.5 Kryté vozy řady H Základní řadové označení H náleží krytým vozům zvláštní stavby, přičemž zvláštní může být z několika důvodů. Většinou jsou to přesuvné stěny, umožňující především nakládku a vykládku vysokozdvižným vozíkem. Některé vozy mají i posuvné mezistěny pro oddělení různých druhů nákladu. Do řady H též patří skříňové kryté vozy s výsypkami, vícepatrové vagóny (pro přepravu automobilů, prasat a podobně) a kryté vozy s čelními dveřmi. U nás je nejznámější vagón Hadgs na obilí a moderní Hbbillnss a Habbillns.

6.3.6 Chladicí vozy řady I Řada I byla v mezinárodním označení vyhrazena pro chladicí vozy - zjednodušeně řečeno; z definice jsou to vozy s chladicím strojem, nebo chlazením pouze ledem (příp. suchým ledem), nebo jenom vozy se silnou tepelnou izolací, bez "zdroje zimy". (nikde není řečeno, že nemohou mít i vytápění - některé vozy ho mají.) Používají se pro přepravu zboží podléhajícího zejména při vyšších teplotách zkáze, tedy potravin a nápojů. U nás a snad ani jinde nejsou často používaným typem železničních vozů. Viz Obrázek 6.3 6.3.7 Dvounápravové plošinové vozy řady K Existuje mnoho typů plošinových vozů, a proto jsou rozděleny do čtyř řad (+ řada O). První z nich je řada K - dvounápravové plošinové vozy běžné stavby. Nebývají ničím zvláštní: mají většinou čelnice (při sklopení je možno jejich využití jako přejezdových můstků), bočnice (odklopné či odnímatelné po částech) a klanice (též sklopné či odnímatelné). Využití těchto vozů je velmi široké, lze v nich vézt cokoli nevyžadující ochranu před povětrnostními vlivy.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

66


Kolejová doprava Kolektiv autorů

Obrázek 6.3 – Plošinový železniční vůz 6.3.8 Plošinové vozy řady L Druhou řadou vyhrazenou plošinovým vagónům je řada L. Patří do ní plošinové vozy zvláštní stavby s nezávislými nápravami. Vagónů na přepravu automobilů - jsou většinou ze dvou částí a mívají dvě patra, horní podlaha se dá sklápět. Pro větší automobily jsou vagóny bez patra. Také se vyskytují takové vozy zakryté. Jiné vozy řady L. jsou třeba vozy kontejnerové. Na našich nádražích a tratích se nejpravděpodobněji setkáme právě s vozy na auta, Leks, Laaeks, Laekks apod. 6.3.9 Plošinové vozy řady R Tyto vozy mají nízké stěny (mají-li jaké, většinou ano), jež jsou sklopné nebo odnímatelné. Kolmo trčící tyče se nazývají klanice a slouží k upevnění nákladu; ty bývají většinou též odnímatelné nebo sklopné (otočné). Díky tomu jsou vagóny řady R univerzální mohou být použity k přepravě dřeva (klád), tyčí, kolejnic a jiného podlouhlého zboží, rozměrných kusových zásilek nevyžadujících ochranu před povětrnostními vlivy, silničních vozidel, traktorů apod. Některé vozy jsou opatřeny odsuvným plachtovým krytem. Na našich tratích se lze nejčastěji setkat s vozy Res (dvou hlavních typů) a Rils. 6.3.10 Plošinové vozy řady S Do této skupiny se řadí podvozkové plošinové vozy zvláštní stavby, tj. zařízené k určitému účelu, například přeprava dlouhého nákladu, rour, kontejnerů (vozy bez nástavby a s upevňovacími prvky), návěsů (s prohlubní ve střední části), automobilů (RoLa - malá kola), rozměrných nákladů (široká ložná plocha), cívek a svitků plechu (s příčnými lůžky) apod. Jejich konstrukce je proto rozmanitá. Mohou být též článkové vozy a vozové jednotky. Z vozů ČD řada S jmenujme například Smmps či Sps. Viz Obrázek 6.1.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

67


Kolejová doprava Kolektiv autorů 6.3.11 Vozy s otevírací střechou - řada T Do řady T patří všechny vagóny s rolovací, skládací, odklopnou nebo posuvnou střechou, přičemž v definici je, že střešní otvory jsou po celé délce vozové skříně. Vagóny ř. T mohou být stavěny na základě vozů jiných řad: například když se na otevřený vůz řady E přidělá rolovací střecha, nebo když se střecha u krytého vozu ř. G nebo H udělá otevírací, nebo když se na výsypný vagón řady F přidělá dvoudílná odklopná střecha. Vozy řady T tedy mohou vypadat různě. Na našich železnicích se můžeme setkat z vozy Taes, Tdgs či Tcms a k vidění bývá častěji i dlouhý německý Tadgs.

6.3.12 Speciální vozy řady U Řada U jsou z definice vozy zvláštní stavby, které nepatří do žádné jiné řady. Proto se v této řadě "sešlo" mnoho úplně rozdílných vagónů. Nejčastěji to však jsou hlubinové vozy pro přepravu obzvláště velkých a těžkých nákladů, nebo vozy s nádržemi na volně ložené práškové hmoty s tlakovým vykládáním (vyfoukávací vozy na cement, viz Obrázek 6.4) , nebo výsypné vozy se střechou, v níž není otvor po celé ložné délce. Dříve, když ještě neexistovala samostatná řada Z, patřily do řady U také všechny cisternové vozy. U nás jsou asi nejznámější vagóny Uacs (na cement) a různé osminápravové hlubiňáky Uaai, často nesprávně označené jako Uai.

Obrázek 6.4 – Železniční vůz na dopravu cementu 6.3.13 Cisternové vozy řady Z Nádržkové (cisternové, kotlové) vozy ( viz Obrázek 6.5)byly původně řazeny mezi speciální vozy řady U s vedlejším řadovým označením h = s nádobami pro přepravu tekutých

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

68


Kolejová doprava Kolektiv autorů nebo plynných látek. Později pro ně byla zavedena řada Z. Většinou jde o vagóny s jednou podlouhlou válcovou nádobou - cisternou, která může být u některých vozů s tepelnou izolací nebo topnými trubkami. Zvláště u cizích vozů často chybí písmenné označení, protože jsou v soukromém vlastnictví; ale pokud vím, má začít platit předpis, že všechny vozy musí být označené. Na nádražích a tratích na českém území jsou nejčastěji vidět vozy Zas a Zaes.

Obrázek 6.5 – Cisternový vůz 6.3.14 Úzkorozchodné vagóny Úzkorozchodné vagóny jsou určeny pro koleje uzšího rozchodu, tj. 600, 750 a 900 mm. V praxi se však používají i rozchody jiné. Na Osoblažsku je to 760 mm.

Shrnutí pojmů 6.3. Otevřené vozy jsou vozy, které nemají střechu, jsou prostě nekryté.

Otázky 6.3. 1. Jak vypadá cisternový vůz? 2. Jakým vozem lze dopravovat cement? 3. Jaká je konstrukce plošinových vozů?

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

69


Kolejová doprava Kolektiv autorů

6.4 Výhybky, kolejnice a pražce Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Konstrukci a typy kolejnic, výhybek a pražců.

Výklad

Výhybka je drážní zařízení v místě, kde se dráhy (např. koleje) rozcházejí nebo sbíhají, umožňující změnu směru kolejových vozidel neboli umožňuje jízdu vozidla (případě vedení kladky) do příslušného směru. Kolejová výhybka je součástí železničního svršku nebo svršku tramvajové, lanové, důlní či jiné dráhy. Trolejová výhybka je součástí trolejového vedení trolejbusové dráhy. 6.4.1 • • • • • • • • • •

Druhy výhybek jednoduchá oblouková symetrická křižovatka trojitá vlečná překračovací či šplhací samovratná ručně ovládaná na místě dálkově ovládaná

6.4.2 Součásti výhybek • • • • • • •

přestavník návěstidlo jazyky (pohyblivá část výhybky plnící funkci kolejnice) přídržnice opornice křídlová kolejnice srdcovka

6.4.3 Návěstidlo Návěstidlo je technický prostředek, pomůcka nebo i předmět sloužící k předávání pokynů mezi železničními zaměstnanci. Takovému pokynu se říká návěst. Za návěstidla

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

70


Kolejová doprava Kolektiv autorů považujeme také traťové značky umístěné podél trati, mezi kolejemi a v trolejovém vedení. Dělíme je: -

proměnná (dávají více viditelných návěstí) neproměnná (dává jen jednu návěst)

Základní návěsti a návěstidla stanoví v České republice příloha č. 1 vyhlášky č. 173/1995 Sb., kterou se vydává Dopravní řád drah. Provozovatel dráhy může stanovit i další návěsti. 6.4.4 Přídržnice Přídržnice je přídavná kolejnice nebo ocelová deska, která slouží k pomocnému vedení železničního dvojkolí v místech, kde by případně mohlo dojít k vykolejení. Je především důležitou pevnou součástí výhybek, která se montuje ke kolejnici naproti srdcovce. Protože na srdcovce by se mohlo dvojkolí pohnout i nežádoucím směrem, přídržnice drží okolek druhého kola dvojkolí ve správném směru Další využití přídržnic je na starších železničních přejezdech, kde vymezují mezeru pro projetí okolků dvojkolí. Přídržnice jsou předepsanou součástí železničního svršku na mostech, kde představují bezpečnostní prvek proti vykolejení. 6.4.5 Opornice (oporná kolejnice) Opornice je část kolejnice ve výhybce, o kterou se opírá jazyk. Nachází se u výměnového přestavníku. Její profil je přizpůsoben tvaru jazyka, tzn. je zkosen ve sklonu 3:1 tak, že spodní hrana hlavy kolejnice je dále od osy koleje než horní. Pata opornice je spojena s kluznými stoličkami, proto se její upevnění rovněž liší do běžného upevnění kolejnice. 6.4.6 Srdcovka Srdcovka je část výhybky, kde se křižují kolejnicové pásy hlavní a vedlejší větve výhybky. Srdcovka tedy umožňuje křížení dvou pojížděných hran v jedné úrovni, takže kola kolejových vozidel mohou bezpečně projet touto částí výhybky a sledovat směr své jízdy. Všechny pohyblivé části výhybky se dohromady nazývají výměna. 6.4.7 Kolejnice Kolejnice je jednou ze základních částí železničního svršku. Přenáší kolovou sílu a absorbuje podélné síly (rozjezdová a brzdová). Při průjezdu vozidla obloukem přenáší příčnou sílu, tzv. vodící. Zajišťuje hladký pohyb železničního vozidla. Na elektrifikovaných tratích slouží jako vodič zpětného vedení. První kolejnice, které se objevily na důlních drahách, byly jen dřevěné desky nebo dřevěné trámy. Vedení kol vozů bylo řešeno obvykle vodícím prknem na straně těchto trámů Později (například na naší první koňské dráze z Budějovic do Lince) byly použity železné pásy připevněné k trámům. Z Anglie k nám v polovině 19. století pronikly hřibové kolejnice. Ty byly již na konci 19. století vytlačeny širokopatními kolejnicemi, používanými dodnes.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

71


Kolejová doprava Kolektiv autorů 6.4.8 Železniční svršek Železniční svršek je jedna ze dvou součástí železniční trati. Tvoří jízdní dráhu, která vozidlo nese a vede. Základní součásti železničního svršku jsou kolejnice, výhybky, upevňovadla, pražce a kolejové lože. Leží na pláni tělesa železničního spodku. Svršek, který nemá kolejové lože, nazýváme pevnou jízdní dráhou. 6.4.9 Typy kolejnic -

širokopatní, Vignolovy (pro železniční svršek) žlábková (pro tramvajové tratě) bloková (pro tramvajové tratě, vetknuté ve speciálních panelech) jeřábová

6.4.10 Tvary kolejnic Tvary kolejnice se liší svými rozměrovými parametry. Ty následující se týkají širokopatní kolejnice. Označení se skládá z písmene (popřípadě několika písmen), které zkracuje původ nebo použití a čísla, udávající hmotnost 1 metru kolejnice v kg. -

93 / 18 S24 Xa (na regionálních tratích) S49 ( na našich regionálních tratích nejčetnější) R65 (běžná na celostátních tratích) UIC 60 (na koridorech) T (na regionálních tratích) A (na regionálních tratích, výjimečně) Materiál základním materiálem je ocel.

6.4.11 Kolejnice v dolech Mají v obloucích malý poloměr. To však způsobuje, že se kolejnice a okolky kol více opotřebovávají. Také vytvářejí další odpor proti pohybu vozidel. K přejezdu jednotlivých vozíků se používá stacionárních desek hladkých a stacionárních s vodícími kolejnicemi, desek s drážkami pro okolky a točnic. Točnice se používají v rudných dolech, kde se manipuluje s velkoprostorovými vozíky. 6.4.12 Pražce Slouží k vytvoření kolejového roštu, který vznikne připevněním kolejnic, k zajištění stálého rozchodu koleje a k roznášení nápravových tlaků od pohybujících se vozidel do štěrkového lože a na pláň kolejového spodku. Nejrozšířenější jsou příčné pražce. Dále máme pražce podélné i ojedinělé podpory. Materiály Pražce jsou nejčastěji vyráběny ze dřeva nebo železobetonu. V počátcích stavby železnic byly prováděny pokusy i s pražci kamennými a v některých případech se též používají pražce ocelové. Dřevěný pražec VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

72


Kolejová doprava Kolektiv autorů Dřevěné pražce byly využívány od začátku existence železnic a svou roli hají i dnes. Jsou vyráběny z kvalitního a dobře impregnovaného bukového, dubového nebo borového dřeva. Jiné druhy dřeva se neosvědčily. Proti ostatním materiálům je dřevo podstatně pružnější, a tudíž není tolik poškozováno vibracemi. Navíc se dá snadno opracovávat. Proto se dodnes dávají dřevěné pražce na kolejové styky a staví se z nich výhybky. Betonový pražec Díky relativně nízké ceně betonu a dlouhé životnosti se ve druhé polovině 20. století začaly hromadně nasazovat železobetonové pražce. Ocelový pražec Ocelové pražce nebyly příliš oblíbené, a to především kvůli své ceně, Vyznačují se také vyšší hlučností. Ve větší míře se uplatnily na průmyslových dráhách a v Německu.

Spojení s kolejnicí Hřeby Byly používány celé 19. století i na počátku století 20. Náklady na jeho výrobu i použití byly výrazně nižší, než na dnes používané šrouby. Zatloukání hřebů byla fyzicky namáhavá práce. Šrouby Prosadily se ve 20. století poté, co jejich cena ve srovnání s ostatními komponentami pro stavbu trati začala být relativně bezvýznamná. Proti hřebům šrouby lépe drží, ale je to vykoupeno jejich vyšší cenou i složitější montáží (dnes z velké části automatizovanou). K betonovým a ocelovým pražcům se jinak kolejnice nepřipevňují Dnes se začaly používat i jiná upevnění kolejí. Která mají lepší vlastnosti než šrouby.

Shrnutí pojmů 6.4. Pražce slouží k vytvoření kolejového roštu, který vznikne připevněním kolejnic, k zajištění stálého rozchodu koleje a k roznášení nápravových tlaků od pohybujících se vozidel do štěrkového lože a na pláň kolejového spodku. Výhybka je drážní zařízení v místě, kde se koleje rozcházejí nebo sbíhají, umožňující změnu směru kolejových vozidel neboli umožňuje jízdu vozidla do příslušného směru.

Otázky 6.4. 1. Jaké znáte konstrukce kolejnic? 2. K jakému účelu slouží výhybky?

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

73


Kolejová doprava Kolektiv autorů

6.5 Speciální železniční technika v dolech Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Jednotlivé typy důlních lokomotiv.

Výklad

Rozdělení důlních lokomotiv: elektrické trolejové akumulátorové kombinované

motorové s mechanickým přenosem s hydraulickým přenosem vzduchové

CD-ROM

Obrázek 6.6 – Důlní vozíky

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

74


Kolejová doprava Kolektiv autorů 6.5.1 Elektrické trolejové důlní lokomotivy Zdroj energie Důlní trolejové lokomotivy mohou být vybaveny trakčními motory na stejnosměrný, střídavý nebo pulzní proud. Trakční proud se přivádí trolejovým drátem, odebírá se pantografovými nebo tyčovými sběrači. Zpětným vodičem je kolejnice, které musí být v místě spojů propojeny měděnými lanovými spojkami.

Brzdy Lokomotivy jsou vybaveny hlavní elektrodynamickou brzdou a pomocnou brzdou mechanickou. U nejtěžších typů se používají i brzdy elektromagnetické, působící na kolejnice. Trolejové vedení Trolejové vedení je rozděleno na samostatné izolované úseky, které jsou samostatně napájeny z měnírny. Trolejové vedení musí být umístěno v dostatečné výšce nad temenem kolejnic, a to 1,8 m v chodbách, které neslouží jako cesty pro běžnou chůzi lidí, 2,0 v chodbách určených pro chůzi, 2,2 v blízkosti jam, nárazišť, sýpů a ústí štol.

6.5.2 Elektrické akumulátorové důlní lokomotivy Zdroj energie Zdrojem energie pro trakční stejnosměrné sériové motory je Pb nebo alkalický akumulátor na lokomotivě. Akumulátory se nabíjejí ve stanici vybavené nabíjecími stoly se zařízením pro usnadnění výměny baterií (přesuvné nebo zvedací rampy). Trakční napětí je v rozmezí 40 - 120 V. Lokomotivy se vyrábějí v provedení pro normální prostředí nebo pro prostředí výbušné. Akční rádius je dán kapacitou baterie.

6.5.3 Motorové důlní lokomotivy Zdroj energie Motorové důlní lokomotivy se vyrábějí s mechanickým přenosem trakční síly (BND) nebo hydraulickým přenosem (DH). Vyrábějí se v nevýbušném provedení. Jsou vybaveny mechanickou brzdou. Pro motorové lokomotivy adhezní tíhy nad 10 Mp je navíc předepsána tlaková vzduchová brzda. Lokomotiva je vybavena několika systémy pro zvýšení bezpečnosti provozu v dolech s nebezpečím výbuchu plynů. Vodou chlazený motor má vodou chlazené i výfukové potrubí. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

75


Kolejová doprava Kolektiv autorů Sací a výfukové potrubí je navíc opatřeno kuličkovými nebo destičkovými chrániči proti prošlehnutí plamene. Na stanovišti strojníka zabudován sněhový hasící přístroj s rozvodem hasícího média k motoru a převodovce. Bezpečnostní předpisy připouštějí použití naftových lokomotiv na neplynujících i plynujících dolech, na plynujících i v chodbách se separátním větráním (minimální vzdálenost od čelby 20 m), i v chodbách s povolenou odchylkou obsahu metanu, ale jen při obsahu metanu ve větrech do 1,5 %.

6.5.4 Vzduchové důlní lokomotivy Zdroj energie Vzduchové důlní lokomotivy jsou vybaveny pístovými nebo řadovými rychloběžnými vzduchovými motory. Zásoba vysokotlakého vzduchu o tlaku do 200 at je v nádrži, která tvoří podstatnou součást lokomotivy. Z nádrže se vzduch přivádí s redukovaným tlakem k motoru. U pístových motorů se využívá dvojnásobné expanze (ve vysokotlakém a nízkotlakém válci), u řadových motorů expanze v jednom stupni. Tlakové nádrže lokomotivy se plní ve stanicích, napájených ze samostatného vysokotlakého rozvodu. V důlním provozu se plní nádrž jednou, případně i dvakrát během jednoho jízdního cyklu.

Shrnutí pojmů 6.5. Důlní lokomotivy jsou zařízení pro tažení či tlačení důlních vozíků.

Otázky 6.5. 1. Jaké typy pohonu důlních lokomotiv znáte?

Další zdroje DOPRAVNÍ A MANIPULAČNÍ ZAŘÍZENÍ III., JAROMÍR POLÁK, ALEŠ SLÍVA, OSTRAVA 2005

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

76


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů

7

POHONY KOREČKOVÝCH DOPRAVNÍKŮ

Korečkové dopravníky (též korečkové elevátory, viz Obrázek 7.1 – Korečkový elevátor) jsou mechanické dopravníky přepravující materiál v tzv. korečcích. Korečky jsou pevně upevněny na tažném orgánu. Tažným orgánem mohou být pásy (pryž, PVC) nebo řetěz. Korečkové elevátory jsou mechanické dopravníky ve svislém nebo šikmém směru (úhel stoupání do 60°) určené k přepravě sypkých jemnozrnných materiálů se sypným úhlem 15° až 60°, (např. cementu, písku, obilí, popela, mouky atd.). Dopravní výška je omezena pevností tažného orgánu. Používají se pro malá a střední dopravní množství (do 160 m3⋅hod-1) a dopravní výšky do 40 m. Při použití pásu jako tažného orgánu lze dosáhnout vysokých rychlostí a tím i dopravního výkonu až 1000 m3⋅hod-1a dopravních výšek až 200 m. Zpravidla bývá elevátor uzavřený v prachotěsné šachtě, kdy v hlavě elevátoru je umístěný pohon a v patě napínací mechanismus.

CD-ROM

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

77


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů Obrázek 7.1 – Korečkový elevátor Korečkové svislé dopravníky mají i v dnešní době velmi rozsáhlé využití v různých výrobních odvětvích. Nejčastěji v zemědělství, potravinářství, stavebnictví, dolech a chemickém průmyslu. Jsou konstruovány pro šetrnou přepravu sypkých materiálů bez jejich degradace a to i s několika vstupy pro přepravovaný materiál. Konstrukce elevátorů, tedy rozměry a tvary šachet, jsou dnes velice flexibilní, což umožňuje použití v zástavbě již použité technologie nebo stávajícím prostoru. Rozšířené jsou tzv. stavebnicové systémy, které umožňují poměrně velkou variabilitu a velkou škálu možností provedení.

7.1 Konstrukce korečkových dopravníků Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Jednotlivé konstrukční celky korečkových dopravníků

Výklad

7.1.1 Korečky Samotným přepravním prvkem jsou korečky. Jsou pevně připojeny k tažnému orgánu. Vyrábí se nejčastěji z plechu svařováním nebo lisováním s případnou povrchovou úpravou (pozinkování, fosfátování, povlakem z pryže apod.), nebo plastové či lité. Volba materiálu vždy závisí na fyzikálních vlastnostech dopravovaných materiálů, stejně jako ne jeho chemické agresivitě, popř. jiných speciálních, např. hygienických, požadavcích. Na dopravovaném materiálu závisí i tvar korečků, který se pro běžné účely užívá podle ČSN 26 2008 v šesti základních profilech A až F a volí se podle objemu, způsobu plnění a vyprazdňování. 7.1.2 Tažný prvek Tažným prvkem mohou být dopravní pásy nebo řetězy. Pásy korečkových elevátorů jsou vhodné pro velké dopravní množství a výšky při rychlostech v = 1 až 3,5 m.s-1. Šířka pásu se volí v závislosti na šířce korečku. Používají se pásy z PVC s textilní vložkou, s vložkou z ocelových lan nebo umělých vláken. Řetězy korečkových elevátorů se používají pouze pro mále rychlosti v = 0,3 až 1,2 m.s-1 a z toho plynoucí malé výkony a dopravní výšky. Jsou ale vhodné pro přepravu materiálu o vysoké teplotě. Používají se svařované článkové řetězy nekalibrované nebo pouzdrové řetězy.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

78


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů 7.1.3 Nosná konstrukce Konstrukce korečkového elevátoru může být otevřená nebo uzavřená (šachtovitá). Vzhledem k přepravním vzdálenostem může byt konstrukce samonosná (kotvena na patě) nebo zavěšená. Šachty mohou být samostatné nebo společné pro obě větve. 7.1.4 Pohon Pohon elevátoru je umístěn v hlavě elevátoru. Převodové motory se používají pro menší výkony. Pro větší výkony se mezi motor a hnací hřídel bubnu vkládají samostatné převodovky s dutým hřídelem, kterým se na hnací hřídel nasouvají. Způsobů kotvení pohonu v hlavě elevátorů je několik, například uchycení motoru s převodovkou k hlavě elevátoru pomocí konzoly. Převodovka s hnacím hřídelem je pak spojena axiální čepovou spojkou, která tlumí momentové rázy. Na výstupu hnacího hřídele je pak umístěna volnoběžná spojka, která při vypnutí pohonu brání zpětnému chodu elevátoru vlivem hmotnosti materiálu obsaženého v korečcích v nabíhající větvi tažného orgánu. Poháněcí stanice je většinou umístěna nahoře, napínací ústrojí dole. 7.1.5 Napínání Napnutí tažného orgánu, potřebné pro přenos sil na hnacím bubnu, vyvozuje tíha součástí vratné stanice zavěšená na tažném orgánu. Pokud tento účinek není dostatečný, je potřeba použít přídavných napínacích sil a to pomocí napínacích šroubů nebo závaží.

Shrnutí pojmů 7.1. Korečky jsou nádoby určitého tvaru připevněny k tažnému prvku za účelem dopravy materiálu. Tažným prvkem jsou dopravní pásy nebo řetězy.

Otázky 7.1. 1. Jaké typy nosných konstrukcí znáte? 2. Jaké maximální rychlosti jsou u řetězových a pásových korečkových dopravníků?

7.2 Pohony korečkových dopravníků Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Možnosti pro volbu pohonu korečkových dopravníků

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

79


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů

Výklad

Existuje velké množství druhů pohonů strojů. Jejich použití je závislé na spoustě faktorů. Mezi hlavní patří: • • • • • • 7.2.1

charakter poháněného soustrojí, resp. způsob zatěžování pohonu druh pohybu frekvence využívání dostupný druh energie v místě používání stroje zástavný prostor prostředí, v němž je stroj využíván. Elektrické pohony

V oblasti pohonu korečkových dopravníků, ale i pásových dopravníků obecně, hrají prim pohony elektrické. Je to dáno jednak tím, že elevátor je v drtivé většině případů nemobilní stacionární zařízení a lze jej tedy snadno připojit ke zdroji elektrické energie, který je přítomen ve většině provozů. Dalším důvodem je velká variabilita. Existuje množství výrobců, kteří mají ve své nabídce širokou paletu nabízených druhů motorů. Tyto jsou rozděleny jednak podle druhu motoru, druhu napájení, ale také do odstupňovaných výkonových řad, v nichž se motory často ještě dále větví, např. dle způsobu uchycení ke stroji, polohy rozvodné skříňky atp. Charakteristickými vlastnostmi elektrických pohonů jsou: • • • • • • • • •

jednoduchost veliká variabilita a množství nabízených variant nízká cena možnost regulace otáček možnost automatizace čistý provoz vysoká účinnost ekonomičnost provozu schopnost práce v jakékoliv poloze

Používají se různé způsoby uspořádání pohonu. Elektrické pohony můžeme v podstatě rozdělit do dvou hlavních skupin: • externí elektromotor • tzv. elektrobuben 7.2.2 Externí elektromotor Jedná se o nejrozšířenější řešení, právě kvůli velké dostupnosti různých typů motorů. Motor je umístěn mimo hnací buben a krouticí moment je přenášen na buben pomocí hřídele. Otáčky motoru jsou ještě často redukovány převodovkou. Pohon může být dále opatřen VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

80


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů brzdou, popřípadě jednosměrnou volnoběžkou (viz dále). To z důvodu váhy nákladu, která by mohla po zastavení elevátor rozjet v opačném směru. Elektromotory se používají několika typů: • stejnosměrné • střídavé synchronní asynchronní 7.2.3 Stejnosměrné elektromotory Nemají tak časté zastoupení. Jsou dostupné jen pro menší výkony (do 1kW). Jmenovité napětí je většinou 24V. Jejich využití je tedy spíše pro malé aplikace v interiérech, např. části automatizovaných linek, různé podavače ve výrobě apod. Např. dopravník pro dávkování plastového granulátu ze zásobníku pro další zpracování. 7.2.4 Střídavé elektromotory - synchronní Rotor stroje je tvořen magnetem nebo elektromagnetem, stator, na nějž je přiveden střídavý proud, vytváří pulzní nebo častěji rotující magnetické pole. Rotor se snaží uchovat si svoji konstantní polohu vůči otáčivému magnetickému poli vytvářenému průchodem střídavého proudu ve statoru, drží se v synchronizmu až do kritického točivého momentu. Synchronní motory mají řadu nevýhod – je třeba je roztočit na pracovní otáčky jiným strojem nebo pomocným asynchronním rozběhovým vinutím (především rozběh jako hvězda, samotný chod pak zapojen do trojúhelníku), pokud pod zátěží ztratí synchronizaci s rotujícím polem, skokově klesne jejich výkon a zastaví se. Proto jsou využívány jen ve speciálních případech (např. pohon gramofonu, kdy jsou nevýhody vyváženy požadavkem na pravidelnost otáček o celočíselném násobku frekvence elektrické sítě (za předpokladu, že frekvence napájecí sítě je skutečně konstantní). V současné době se ovšem uplatňují i v pohonu dopravních prostředků.

7.2.5 Asynchronní elektromotory Asynchronní motor má proti synchronnímu jinou konstrukci rotoru. Rotor se obvykle skládá ze sady vodivých tyčí, uspořádaných do tvaru válcové klece. Tyče jsou na koncích vodivě spojeny a rotor se pak nazývá „kotva nakrátko“. Tím, že se tyče rotoru (nebo vodiče vinutí rotoru) pohybují v magnetickém poli vytvářeném statorem, se v rotoru indukuje elektrický proud. Proto se asynchronní motor také někdy nazývá „indukční motor“. Frekvence magnetického pole statoru v souřadnicích rotoru je úměrná odchylce otáček rotoru od tzv. synchronních otáček. Proud tyčí rotoru v magnetickém poli statoru vyvolává sílu, která otáčí rotorem. Podle principu superpozice stačí pro hrubé odvození momentu uvažovat proudy rotoru a magnetické pole generované proudy statoru, protože samotné magnetické pole rotoru nemůže vyvolat v rotoru točivý moment. Když je rychlost otáčení rotoru rovná rychlosti otáčení magnetického pole statoru, je magnetické pole statoru v souřadnicích rotoru stacionární (tyče rotoru se vůči magnetickému poli statoru nepohybují), takže nedochází VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

81


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů k indukci a točivý moment motoru je nulový. Z toho plyne, že když je motor alespoň minimálně zatížen, v ustáleném stavu nedosáhne ideálních otáček daných frekvencí napájecího proudu, vzniká tzv. skluz (při jmenovitém zatížení je obvykle v řádu několika procent synchronní frekvence). V běžném provozním stavu motor nedosahuje „synchronních“ otáček – proto se nazývá asynchronní motor. Jedná se o nejčastější způsob pohonu elevátorů. Na trhu je k dispozici široká paleta výrobců a dodavatelů. Pro přehled jmenujme nejvýznamnější a nejvíce zastoupené v ČR: Siemens, s.r.o. • odštěpný závod Elektromotory Mohelnice • odštěpný závod Elektromotory Frenštát JKO MEZ CZ spol. s r.o. Jak vyplývá z popisu funkce motoru, počtem tzv. pólů rotoru lze dosahovat různých jmenovitých otáček. Ty jsou standardně odstupňovány po těchto hodnotách: • • • •

2 - pólový motor n = 2800 min-1 4 - pólový motor n = 1400 min-1 6 - pólový motor n = 900 min-1 8 - pólový motor n = 700 min-1

Motory jsou vyráběny většinou v odstupňovaných výkonových řadách. Tyto se mohou lišit u jednotlivých výrobců, ale taky podle druhu, charakteru a příslušenství jednotlivých motorů. K dispozici jsou však na trhu pohony od jednotek do stovek kW. Tato hodnota je většinou uvedena dle ČSN EN 60 034-1 při kmitočtu 50Hz, teplotě okolí a chladiva do 40°C a montáži stroje v nadmořské výšce do 1000m. Dále mohou mít elektromotory různé způsoby uchycení. Základní jsou: • patkový, • s přírubou, • patkový s přírubou – kombinace obou předchozích provedení. Samotná skříň motoru je většinou litinová u větších motoru, nebo hliníková u motorů s menšími výkony. Motory mají v normálním provedení radiální ventilátor, který chladí nezávisle na směru otáčení motoru. K zajištění optimálních podmínek chlazení při nízkých otáčkách a omezení hladiny hluku při otáčkách vyšších než synchronních odpovídajících kmitočtu 50Hz, pro pohony s frekvenčně řízenými otáčkami, jsou vyráběny motory s cizím chlazením. K chlazení uvedených motorů jsou použity axiální ventilátory v krytí IP 54, vestavěné do krytu ventilátoru. Jsou dostupné i elektromotory vybavené elektromagnetickou jednokotoučovou brzdou se dvěma třecími plochami. Při přerušení napájení dojde k mechanickému zabrzdění stroje. Standardní napájení brzdy je AC 230V, případně DC 24V Brzda může být vybavena i mechanickým odbrzděním.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

82


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů Velkou výhodou elektromotorů je možnost jejich pohodlného řízení a automatizace. Nejčastější je užití frekvenčních měničů ke změně otáček motoru. Ty mohou být už přímo součástí elektromotorů. Další možností je vybavení dopravníku různými čidly. Celý proces je pak řízen nejčastěji některým z programovatelných průmyslových automatů. Po konzultaci s výrobcem lze většinou objednat i motory v různých atypických provedeních, velikostech apod. Je možná montáž různých těsnění, speciálních ložisek, nebo svorkovnic. Jedním z takovýchto provedení můžou být nevýbušné motory, označované EX. Nevýbušné trojfázové asynchronní motory nakrátko jsou určeny pro použití v prostorech, ve kterých je pravděpodobný vznik výbušné atmosféry, vytvořené plyny, parami nebo mlhami. 7.2.6 Elektrobubny Elektroválec, či elektrobuben je pohonná jednotka dopravníku, kde je převodovka s elektromotorem umístěna uvnitř válce v olejové lázni, která mimo jiné zabezpečuje chlazení celé jednotky. Výhodou je jednoduchá montáž na dopravník a malé zástavbové rozměry, oproti klasické kombinaci s převodovkou a elektromotorem není třeba počítat s rozšířením v místě pohonu. Elektroválce se dodávají se svorkovnicí na jedné straně hřídele nebo s kabelem vyvedeným pomocí průchodky. Jsou tvořeny ocelovým válcem se zabudovaným asynchronním motorem a speciální cykloidní převodovkou s vysokou účinností. Většinou jsou upevněny ke konstrukci dopravníku a jiných zařízení pomocí zploštělé hřídele. Povrchová úprava ve standardním provedení je zinek - chromát. Připojení motoru do svorkovnice je proveden dutou hřídelí. Válec obsahuje olejovou náplň, která kromě mazání zabezpečuje odvod tepla z motoru na plášť. Poháněcí válce jsou určeny pro nepřetržitý i přerušovaný provoz při jmenovitém zatížení. Hlavní výhodou jsou minimální zastavovací rozměry, rovněž možnost řízení rychlosti v širokém rozsahu frekvenčním měničem a vhodnost pro nepřetržitý nebo cyklický provoz. Elektroválce jsou rovněž dodávány v široké škále výkonů, podobně jako klasické elektromotory. 7.2.7 Převodovky Při použití klasického externího elektromotoru je často nutno tento zpřevodovat za účelem dosažení požadovaných otáček. K tomu slouží převodovky. V zásadě se nejčastěji užívají 3 typy převodovek: • čelní • kuželočelní • šnekové. Čelní převodovky - Obsahují převod čelním soukolím. Uchycení je většinou patkové s přírubovým uchycením elektromotoru. Mohou bít jedno, nebo více stupňové.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

83


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů Kuželočelní převodovky -Obsahují převod čelním soukolím i soukolím kuželovým. Výhodou je poloha os kolmo na sebe, tedy zmenšení zástavbového prostoru. Šnekové převodovky - Používají se nejčastěji pro realizaci větších převodových poměrů (až 100). Další výhodou je kolmost os, podobně jako u převodovek kuželočelních, a taky samosvornost šnekového převodu. Díky ní není u menších dopravníků nutné používat brzdu, nebo volnoběžku proti samovolnému rozjetí. Jsou schopny přenášet velká zatížení a poměrně dobře odolávají rázům a nárazovým přetížením. Tyto se dodávají v mnoha velikostech, rozdělených podle přenositelného výkonu. Ty se pak ještě dělí dle převodového poměru. Opět existuje široká škála výrobců převodovek. Za všechny jmenujme firmu NORD Drivesystems Pvt. Ltd. Další možností realizace převodu je použití řemenů za různého průměru řemenic. 7.2.8 Spojky Pakliže není motor, hnací buben, nebo převodovka uzpůsoben pro spojení pomocí příruby, je nutno výstupní hřídele obou komponent propojit spojkou. Spojky jsou k dispozici v několika provedeních, a jsou odstupňovány podle přenositelného výkonu, potažmo krouticího momentu. Uvedu zde nejčastěji užívané druhy: • • • •

Pružné Pevné Rozběhové Vypínatelné Mechanicky Elektromagneticky

Pružné spojky obsahují pryžovou vložku, nebo jiný pružný element, např. vinuté pružiny, který funguje jako tlumič záběru a svou pružností potlačuje rázy a špičky v přenášeném zatížení. Nevýhodou je opotřebení pružné vložky a tedy nutnost ji časem měnit. Aplikace pružné spojky a její poškození je na následujících obrázcích. Rozběhové spojky spojují hnací a hnanou část plynule v závislosti na narůstajících otáčkách. To má za následek jednak plynulý rozběh dopravníku a také eliminaci poměrně velkého záběrného proudu a malého záběrného momentu elektromotoru. Principem je většinou využití odstředivé síly, která roste s narůstajícími otáčkami spojky a přitlačuje třecí plochy k sobě. Velikost přenositelného momentu, otáčky sepnutí a tvrdost záběru lze pak ovlivňovat hmotností rotujících částí, silou vratných pružin, materiálem obložení a velikostí samotné spojky. 7.2.9 Brzdy Pokud je elevátor vybaven šnekovou převodovkou, není jej třeba brzdit díky samosvornosti šnekového převodu. U elevátorů bez šnekové převodovky hrozí v případě zastavení, že náklad v korečcích „převáží“ pohon a pás se rozjede v opačném směru. Proto je nutno takovýto dopravník brzdit. K tomu se nejčastěji užívá dvou způsobů: VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

84


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů • Brzda • Volnoběžka Brzdy jsou k dispozici ve velké škále provedení a odstupňování podle brzdného momentu. Většinou jsou elektricky řazené a ovládané elektromagnetem, méně často mechanicky. Dělají se v provedení s třecími lamelami, nebo kotoučové. Umístěny jsou nejčastěji buď na opačné straně poháněcího bubnu oproti pohonu, popř. přímo u elektromotoru, jak lze vidět na následujícím obrázku. Volnoběžky se užívají častěji. Vzhledem k tomu, že je třeba pojistit elevátor proti pohybu jen v jednom směru, je užití tohoto zařízení poměrně výhodné. Umisťuje se většinou na poháněcí buben naproti pohonu. Pokud se dopravník točí v dopředném směru, volnoběžka se protáčí. Pokud by však např. v případě poruchy, nebo zastavení mělo dojít ke zpětnému pohybu pásu, dojde k aretaci volnoběžky a tím zabránění tomuto pohybu. Volnoběžka je volně nasunuta na hřídel a ke konstrukci kotvena prostřednictvím záchytu reakce. Principy funkce jsou různé, např. kuličková západky, rohatka, nebo V podstatě lze vyčlenit tři druhy napínání dopravních pásů. • Napínání šroubem • Gravitační • Napínání pružinou Napínání se provádí na spodní, vratné stanici posouváním vratného bubnu. Tento buben může být v případě užití pásu jakožto tažného elementu buď hladký, nebo lamelový. Síla je vyvozována na osu bubnu, který se jejím vlivem posouvá v ose dopravníku a tím dopíná pás. Je nutno dbát rovnoměrnosti posunutí obou ložisek, aby se buben nekřížil. Dopínání se provádí dle potřeby, nebo dle doporučení výrobce. Lze jej provádět jak v době odstávky v rámci údržby, tak za chodu elevátoru. Výhoda lamelového bubnu spočívá v tom, že se mezi bubnem a pásem tolik nedrží nečistoty a dopravovaný materiál, což má za následek menší opotřebení pásu a jeho delší životnost.

7.2.10 Napínání šroubem Potřebná předepínací síla je vyvozena působením šroubu. Ten je navíc většinou pojištěn kontramatkou proti náhodnému povolení. Při napínání je třeba dbát rovnoměrného utahování obou stran, tedy stejného počtu otočení, nebo stejné vzdálenosti ložisek od pevného bodu.

7.2.11 Napínání pružinou V podstatě se jedná o stejný princip, jako u napínání šroubem, jen potřebnou sílu vyvozuje pružina, případně kombinace pružiny a šroubu, jak lze vidět na následujícím obrázku. Je zde vidět i senzor otáček bubnu, jímž je tento vratný buben vybaven. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

85


Pohony korečkových dopravníků Kolektiv autorů 7.2.12 Gravitační napínání Jedná se o nejjednodušší, ale neméně využívaný způsob napínání. Vratná stanice visí ve vodítkách a pás dopíná vlastní vahou. Příp. je ještě doplněna přídavným závažím, které jí pomáhá vyvodit potřebnou gravitační sílu. Na následujících obrázcích je vidět tento způsob napínání, nicméně aplikovaný u běžného pásového dopravníku. Princip je ale podobný.

Shrnutí pojmů 7.2. Napínání korečkových dopravníků je možné pomocí šroubu, pružiny či závažím.

Otázky 7.2. 1. Jaké typ převodovek se používá pro korečkové elevátory? 2. Popište princip gravitačního napínání. 3. Popište princip asynchronního elektromotoru.

Další zdroje HTTP://WWW.ELEKTROMOTORY-PREVODOVKY.CZ/ HTTP://W1.SIEMENS.COM HTTP://POHONY.CZ HTTP://WWW.ABTECH-CZ.CZ/ELEKTROVALCE/ HTTP://WWW.ACHENBACH.CZ HTTP://WWW.MARTING.CZ HTTP://WWW.BYAS.CZ HTTP://WWW2.NORD.COM HTTP://WWW.LOGISMARKET.CZ HTTP://WWW.MOTORGEAR.CZ HTTP://VAV-NL.COM

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

86


redlerové dopravníky Kolektiv autorů

8

REDLEROVÉ DOPRAVNÍKY

Redler je dopravník, který patří do skupiny hrnoucích dopravníků (viz Obrázek 8.1 – Redlerový dopravník). Redler dopravuje materiál v uzavřeném žlabu a to pomocí tažného prostředku (nekonečného řetězu s unášeči). Materiál se dopravuje v průřezu větším, než je čelní plocha unášečů. Výška dopravované vrstvy materiálu h je větší než výška posouvajících se unášečů h1. Z toho tedy vyplývá, že unášeče dopravují (posouvají) materiál ve spojité vrstvě, namísto toho, aby dopravovaly materiál po částech.

CD-ROM

Obrázek 8.1 – Redlerový dopravník Redlerové dopravníky se používají pro dopravu materiálů vločkovitých, práškovitých, jemnozrnných i hrubozrnných do zrnitosti až 50 mm. Dále se můžou používat pro dopravu obilovin (kromě ovsa), uhlí s obsahem síry pod 3%, fosfátu, suché soli, drceného bauxitu a jiných materiálů. Teplota dopravovaného materiálu bývá až 300 ˚C, např. doprava strusky. Vzhledem k přímému styku dopravovaného materiálu se žlabem dopravníku nejsou redlery příliš vhodné pro materiály lepkavé a abrazivní. Při nutnosti dopravy těchto materiálů vyžaduje žlab speciální úpravu. Nejsou vhodné ani pro dopravu materiálů lehce drtitelných a lepkavých. Mezi výhody těchto dopravníků patří uzavřený žlab a z toho plynoucí omezení prašnosti v okolí dopravníku a možnost odvodu a přívodu dopravovaného materiálu na libovolném místě. Dále samočinná regulace dopravního množství a relativně nízká energetická náročnost. Nevýhodou redlerů je poměrně vysoké opotřebení tažných prostředků s unášeči a žlabu. Redlerové dopravníky mají často i technologický účel, jako míšení a dávkování materiálu, nebo se používají pro vynášení materiálu ze zásobníku – podavače. Vodorovné redlery mají délku do 130 m při dopravním výkonu až 600 t·h-1. Svislé bývají do 30 m dopravní výšky při dopravním výkonu 300 t·h-1. Dovolené zatížení řetězu omezuje maximální dopravní výšku. Dopravní rychlosti dopravníků jsou od 0,063 m·s-1 do 0,63 m·s-1. Materiál horní vrstvy spočívá na materiálu spodní vrstvy. Horní vrstva je unášena rozdílem vnitřních sil od vnitřního tření mezi vrstvami v rovině horní hrany unášečů a třecích sil mezi materiálem a stěnami žlabu. Přitom dopravní rychlost v (rychlost pohybu materiálu) je menší než rychlost řetězového pásma s unášeči vr. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

87


redlerové dopravníky Kolektiv autorů v = vr · cr [m·s-1]

(8.1)

kde cr - součinitel rozdílu rychlosti materiálu a řetězu [-] - v závislosti na materiálu a sklonu dopravníku volíme <0,6 – 0,9>

8.1 Rozdělení redlerů Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozdělení redlerových dopravníků.

Výklad

Podle dopravní trasy se redlerové dopravníky dělí: 1. přímé – ty se dále dělí: vodorovné skloněné 2. lomené – ty se dále dělí: svislé kombinované 3. okružní Podle počtu tažných řetězů se redlerové dopravníky dělí: 1. jednořetězové 2. dvouřetězové Z hlediska směru dopravy mohou redlerové dopravníky být: 1. jednosměrné 2. obousměrné

Shrnutí pojmů 8.1. Redler dopravuje materiál v uzavřeném žlabu a to pomocí speciálního tažného prvku s redlerovým unášečem.

Otázky 8.1. 1. Jaké je rozdělení redlerových dopravníků dle dopravní trasy? VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

88


redlerové dopravníky Kolektiv autorů

8.2 Konstrukční prvky redleru Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozlišíte jednotlivé konstrukční prvky redlerových dopravníků.

Výklad

8.2.1 Poháněcí stanice Skládá se z elektromotoru a převodovky, v některých případech je motor spojen s převodovkou pomocí spojky. Konstrukčně je podobného uspořádání jako u jiných řetězových dopravníků. Typu řetězu je přizpůsobeno řetězové kolo. Na dnu poháněcí stanice bývá otvor, pomocí kterého se odvádí dopravovaný materiál pryč z dopravníku. Součástí poháněcí stanice je i napínací zařízení, kdy napínací síla bývá 400 až 1000 N. Vratná stanice je tvořena řetězovým kolem. 8.2.2 Tažný prostředek – řetěz Používají se normalizované unášecí řetězy, např. podle německé normy DIN 8165 nebo DIN 8167. Řetězy jsou jednoduché, dvojité, dvojité kombinované a vidlicové (určené pro dopravu abrazivních materiálů). Pro žlaby do šířky 500 mm se používají jednoduché řetězy, nad šířku 500 mm se používají dva řetězy. Články řetězu se vyrábějí kováním v zápustkách z oceli třídy 12 010, pak se dále kalí a cementují. Rozteč řetězu je normalizovaná a obvykle bývá 100, 125, 160, 200 a 250 mm. Unášeče se vyrábějí z konstrukční normalizované oceli třídy 11 370. Jejich výška je odstupňována od 12 mm do 100 mm a je přiřazena ke konkrétní šířce žlabu a rozteči řetězu. 8.2.3 Žlab Je z plechových svařovaných úseků obdélníkového průřezu délek 900 až 2 900 mm. Tloušťka plechu je 3 až 8 mm. Žlab je seshora opatřen plechovým víkem z důvodu snížení prašnosti v okolí dopravníku. Další výhodou uzavřeného žlabu je vysoká úroveň bezpečnosti v provozu. Jednotlivé části dopravního žlabu se spojují šroubovým spojem pomocí přírub. Dno žlabu je kvůli pohybu unášecího orgánu a dopravovaného materiálu zesílené, nebo vyměnitelné. Dále může být opatřeno kluznými lištami pro vedení řetězového pásma. V horní části žlabu jsou na bočních stěnách upevněny válečky, nebo kluzné lišty, které podpírají vratnou větev unášecího řetězu.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

89


redlerové dopravníky Kolektiv autorů

Shrnutí pojmů 8.2. Poháněcí stanice redlerových dopravníků je obvykle složena z motoru, spojek a převodovek.

Otázky 8.2. 1. Jaké typ řetězu je používán pro redlerové dopravníky? 2. Jakým způsobem lze snížit odporu při pohybu řetězu?

Další zdroje WWW.KOVOVYROBAKOCUR.CZ WWW.AGRA-BOHEMIA.CZ WWW.MOZA.CZ WWW.PAWLICA.CZ WWW.STOZA.CZ WWW.UNICOM-SKUPINA.CZ

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

90


pneumatická doprava Kolektiv autorů

9

PNEUMATICKÁ DOPRAVA

Pneumatickou dopravou (viz Obrázek 9.1 – Systém pneumatické dopravy) je nazýván způsob dopravy sypkého materiálu, kde nosným médiem je vzduch. Pneumatická doprava je speciálním oborem vzduchotechniky, který je využíván při manipulaci s materiálem. Je využívána zejména k dopravě práškových a jemně zrnitých volně ložených materiálů na vzdálenosti od několika metrů až po řádově stovky metrů s převýšením řádově desítky metrů s dopravními výkonnostmi až stovky tun za hodinu. V mnohých případech je výhodnější než mechanická doprava šneky, pasy, redlery či elevátory. V některých případech je mechanickou dopravou nezastupitelná. Oproti mechanické dopravě má značnou provozní výhodu: malý počet pohonů, převodů, ložisek a dalších pohyblivých dílů výrazně snižuje nároky na údržbu.

CD-ROM

Obrázek 9.1 – Systém pneumatické dopravy

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

91


pneumatická doprava Kolektiv autorů Zařízení pneumatické dopravy je možno podle fyzikálního principu rozdělit na několik druhů. Jedná se především o: • fluidní pneumatickou dopravu - sem můžeme zařadit horizontální dopravu pneumatickými dopravními žlaby či fluidními dopravníky, provzdušňovací zařízení sil a jejich vykládku, pneumatická homogenizační zařízení a pneumatické separátory hrud a cizích těles • pneumatickou dopravu ve vznosu - to znamená dopravu na velké horizontální vzdálenosti a s poměrně značným převýšením, kterou můžeme dále dělit podle potřebného tlaku dopravního média na dopravu vysokotlakou, středotlakou a nízkotlakou • pneumatickou dopravu speciální - např. dopravu v zátkách, dopravu těles, dopravu na vzduchovém polštáři

9.1 Fluidní pneumatická doprava Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozdělení jednotlivých typů pneumatické dopravy.

Výklad

Horizontální pneumatická doprava pneumatickými dopravními žlaby využívá snížení třecích sil mezi částicemi materiálu při jeho uvedení do fluidního stavu. Toho se docílí přivedením dopravního vzduchu do materiálu porézní přepážkou s optimální prodyšností. Práškový materiál se ve fluidním stavu svými vlastnostmi blíží tekutině a stéká ve vrstvě, jejíž tloušťka a rychlost je závislá na fyzikálních vlastnostech dopravovaného materiálu a přepážky, na jejím sklonu a na průtoku dopravního vzduchu. Rychlost materiálu v pneumatických dopravních žlabech je řádově do 10 m⋅s-1. Shodného principu využívá doprava fluidními dopravníky. Její výhoda spočívá v tom, že provzdušňovací přepážka fluidních dopravníků je rozdělena po délce na úseky. Do každého tohoto úseku se přivádí dopravní vzduch s přesně definovanými parametry, které zaručují správnou funkci dopravníku. Fluidní dopravníky mohou být v celém svém průřezu zaplněny dopravovaným materiálem. Rychlost pohybu materiálu fluidním dopravníkem je závislá na fyzikálních vlastnostech dopravovaného materiálu, na sklonu dopravníku a na tlaku materiálu na vstupu do dopravníku. Rychlost materiálu ve fluidním dopravníku se pohybuje řádově VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

92


pneumatická doprava Kolektiv autorů okolo 1 m⋅s-1. Doprava materiálu pneumatickými žlaby je výhodná především z hlediska úspory energie na dopravu a snížení mechanického opotřebování. Tato doprava je vhodná pro výkony až do 400 t⋅h-1 dopravovaného materiálu. Sklon žlabu 4 - 10 %. Použití pro menší dopravní vzdálenosti, kde je možno využít spádu. Výhodou fluidního dopravníku oproti pneumatickému dopravnímu žlabu je, že umožňuje využití hydrostatického tlaku provzdušněného materiálu k navazující dopravě. Další jeho předností je menší množství dopravního vzduchu a tedy i nižší nároky na odprašující zařízení. Segregační komory využívají nižší sypné hmotnosti zfluidizovaného materiálu k separaci těžších částic přítomných v materiálu (jako hroudy, nedomelky, kovové částice apod.). Ty potom propadnou vrstvou zfluidizovaného materiálu ke dnu segregační komory, odkud jsou po jejím zaplnění čas od času odebírány. Snížení vnitřního tření zfluidizovaného materiálu se využívá i k vyprazdňování materiálů z provozních zásobníků a zásobních sil. K tomu se užívá provzdušňovacích a vykládacích zařízení. Vlivem vzájemného silového působení částic materiálu dochází často při skladování materiálu v zásobnících a silech k vytvoření klenby v materiálu při jeho odběru ze spodní části zásobníku. Materiál pak nelze ze zásobníku vyprázdnit bez mechanického či jiného rozrušení této klenby. Tomuto jevu se čelí provzdušňováním materiálu. Při správně navrženém provzdušňovacím zařízení se odebírá materiál s malou spotřebou energie a bez obtíží, plynule a o velkém průtoku, a to i ze zásobníků a sil s plochým dnem. Při pneumatické homogenizaci práškových materiálů se využívá rozdílné sypné hmotnosti různě intenzivně provzdušněného materiálu v homogenizačním sile k jeho promísení (homogenizaci). Ploché dno homogenizačního sila je vyloženo provzdušňovacím zařízením funkčně rozděleným do několika sekcí napájených provzdušňovacím vzduchem o různé intenzitě. V důsledku toho dochází k tlakovým diferencím ve fluidní vrstvě materiálu v sile a tím k jeho příčnému i svislému proudění a tedy k promísení - homogenizaci.

Shrnutí pojmů 9.1. Pneumatická doprava je způsob dopravy sypkého materiálu, kde nosným médiem je vzduch.

Otázky 9.1. 1. Jak je definována pneumatická doprava? 2. Jaký je dopravní výkon pro fluidní dopravníky?

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

93


pneumatická doprava Kolektiv autorů

9.2 Pneumatická doprava ve vznosu Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozdělení pneumatické dopravy dle provozního tlaku.

Výklad

Při pneumatické dopravě ve vznosu proudí dopravním potrubím směs materiálu s dopravním vzduchem. Podle tlaku zdroje dopravního vzduchu potřebného pro překonání odporu dopravního potrubí se dělí tato doprava na nízkotlakou, středotlakou a vysokotlakou. Podle tohoto rozdělení bývá zdrojem vzduchu u dopravy nízkotlaké ventilátor, u dopravy středotlaké dmychadlo a u dopravy vysokotlaké kompresor. Podobně tomuto rozdělení odpovídají i pneumatické podavače, jejichž představiteli jsou rotační a proudové směšovače pro nízkotlaká zařízení, rotační a průtokové podavače pro zařízení středotlaká a šnekové a komorové podavače pro dopravy vysokotlaké. 9.2.1 Nízkotlaká pneumatická doprava V nízkotlaké dopravě je využíván přetlak dopravního vzduchu do cca 15 kPa a tento typ dopravníku využívá k dopravě většinou ejektorové podavače. Je vhodná pro dopravu malých množství dopravovaného materiálu s nízkým směšovacím poměrem. Využívá se především v dřevozpracujícím průmyslu. Nízkotlaké pneudopravní systémy pracují kontinuálně. Podle umístění zdroje dopravního vzduchu se dělí na přetlakovou a podtlakovou (sací). Zdroji dopravního vzduchu pro nízkotlakou pneumatickou dopravu jsou vysokotlaké ventilátory. Příkladem nízkotlaké dopravy jsou ejektorové směšovače. Dopravní vzdálenosti jsou limitovány použitým tlakem dopravního vzduchu. Běžné dopravní výkony nízkotlaké dopravy jsou 0,1 - 2 t⋅h-1 při dopravních vzdálenostech 30 - 40 m 9.2.2 Středotlaká pneumatická doprava Ve středotlakých dopravních systémech se využívá rozmezí přetlaku dopravního vzduchu cca od 15 do 100 kPa a k dopravě jsou využity buď průtokové podavače, nebo rotační směšovací podavače. Doprava oběma těmito způsoby je kontinuální. Rotační směšovací podavače lze využít pro dopravu menších množství neabrazivních materiálů na kratší vzdálenosti, protože mohou překonat pouze menší tlakové spády mezi okolím a dopravním potrubím.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

94


pneumatická doprava Kolektiv autorů Oproti tomu průtokové podavače jsou vhodné nejen pro menší, ale zejména pro střední a velké dopravní výkonnosti, pro větší dopravní vzdálenosti a pro různé druhy práškových materiálů. Sestávají z gravitační komory a směšovače. Odpor dopravního potrubí je uzavírán hydrostatickým tlakem sloupce provzdušněného materiálu v gravitační komoře, případně v předřazeném zásobníku či sile. Průtokové podavače neobsahují žádné pohyblivé části přicházející do styku s dopravovaným materiálem, proto jsou velmi odolné proti opotřebení. Pneumatická doprava průtokovými podavači je vzhledem k využití polohové energie dopravovaného materiálu energeticky úsporná. Zdroji dopravního vzduchu pro středotlakou pneumatickou dopravu jsou investičně méně náročná a provozně spolehlivá dmychadla. 9.2.3 Vysokotlaká pneumatická doprava (rozmezí přetlaku dopravního vzduchu od 0,1 do cca 1 MPa) využívá k dopravě buď komorových podavačů, nebo šnekových podavačů (Fullerova čerpadla). Komorové podavače jsou tlakové nádoby různé konstrukce a provedení. Jsou opatřeny směšovacím ústrojím a uzávěry. K překonání odporu dopravního potrubí využívají tlaku dopravního vzduchu v komoře. Pracují vždy cyklicky, tzn., že v každém dopravním cyklu proběhne fáze plnění komory podavače, tlakování, dopravy a odvzdušnění komory. Při požadavku na zvýšení dopravní výkonnosti se komorové podavače mohou sestavovat do dvojic, resp. i trojic, čímž dojde k vyloučení časů potřebných pro “neproduktivní” fáze cyklu. Vyžadují však poměrně náročné ovládání a způsobují vyšší opotřebení dopravního potrubí při expanzi stlačeného vzduchu s materiálem při odvzdušnění komory a v souvislosti s tím zvyšují i nároky na výkonnost odprašovacích zařízení. Komorové podavače používáme pro dopravu většího množství materiálu na velké vzdálenosti. Dopravní výkon podle velikosti použitého podavače je 10 - 150 t⋅h-1 při vzdálenosti až do 1 000 m. Šnekové podavače oproti tomu pracují kontinuálně. Sestávají z násypky, tubusu se šnekem a směšovací komory. Odpor dopravního potrubí je uzavírán materiálovou zátkou vytvořenou stlačením materiálu ve šneku. Šnekové podavače trpí mechanickým opotřebením šneku dopravovaným materiálem i opotřebením ostatních pohyblivých dílů (ložiska, převody) a doprava jimi je i energeticky vysoce náročná. Šnekové podavače jsou vhodné pro použití v případě menších stavebních výšek pro dopravní výkon do 60 t⋅h-1 a vzdálenostech do cca 300 m. Zdroji dopravního vzduchu pro vysokotlakou pneumatickou dopravu jsou poměrně drahé kompresory.

Shrnutí pojmů 9.2. Poháněcí stanice redlerových dopravníků je obvykle složena z motoru, spojek a převodovek.

Otázky 9.2. 1. Jaký tlak vzduchu se používá pro nízkotlakou dopravu? VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

95


pneumatická doprava Kolektiv autorů 2. Jaký zdroj tlaku se použije pro nízkotlakou dopravu? 3. Jaký tlak vzduchu se používá pro středotlakou dopravu? 4. Jaký zdroj tlaku se použije pro středotlakou dopravu? 5. Jaký tlak vzduchu se používá pro vysokotlakou dopravu? 6. Jaký zdroj tlaku se použije pro vysokotlakou dopravu?

9.3 Pneumatická doprava speciální Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Konstrukční prvky a technologii speciální pneumatické dopravy

Výklad

Pneumatická doprava speciální se využívá v tuzemsku v průmyslu pouze okrajově. Zástupcem je např. potrubní pošta, která s rozvojem dálkového přenosu dat ztratila na svém významu a užívá se ještě v hutích pro dopravu vzorků, dále doprava domovního odpadu, kusových předmětů, aerokinetickými žlaby, doprava těles na vzduchovém polštáři. Zvláštním systémem je doprava práškových nebo zrnitých materiálů v zátkách. Při ní je dopravovaný materiál rozdělen v dopravním potrubí dopravním vzduchem na poměrně krátké zátky postupující malou rychlostí dopravním potrubím. Někdy se za dopravu v zátkách neprávem vydává doprava komorovými podavači s malým objemem komory, přičemž náplň komory tvoří jednu dopravovanou dávku. Jedná se však ve skutečnosti o pneumatickou dopravu ve vznosu. 9.3.1 Kombinace pneudopravních systémů Vyjmenované pneudopravní systémy se mohou s výhodou mezi sebou kombinovat, jak je uvedeno v následujících příkladech: a) Sběrná doprava od výsypek filtru fluidními dopravníky do průtokového podavače a doprava ve vznosu průtokovým podavačem do zásobníku. Zde je výhodou odstranění pohyblivých dílů trpících opotřebením (šneky, pohony, převody, ložiska) a jediný společný zdroj stlačeného vzduchu pro celý dopravní systém (dmychadlo).

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

96


pneumatická doprava Kolektiv autorů b) Pneumatická homogenizace materiálu v homogenizačním sile a doprava homogenizovaného materiálu průtokovým podavačem do zásobníku přímo, případně i se vřazeným fluidním dopravníkem. Výhodou je i zde jediný společný zdroj stlačeného vzduchu. c) Provzdušňování materiálu v zásobním sile a jeho doprava fluidním dopravníkem k plnicímu místu silničních či železničních přepravníků nebo do míchačky (s možností využití průtočné či jiné váhy, pneumatické separace nebo plnící hubice). d) Fluidní doprava z mlýna pneumatickým dopravním žlabem se zařazenou segregační komorou nedomelků do třídiče.

Shrnutí pojmů 9.3. Pneumatická doprava speciální je např. potrubní pošta, doprava kusových předmětů, doprava aerokinetickými žlaby, doprava těles na vzduchovém polštáři.

Otázky 9.3. 1.

Vyjmenujte možnosti speciální pneumatické dopravy.

Další zdroje WWW.ZVVZ.CZ/ZVVZ-ENVEN/PRODUKTY/PNEUMATICKA-DOPRAVA/DOPRAVA-SMESOVACI.HTML WWW.JK-MACHINERY.CZ/567/PNEUMATICKA-DOPRAVA/ WWW.TZB-INFO.CZ/8844-PNEUMATICKA-POTRUBNI-DOPRAVA-TUHYCH-KOMUNALNICH-ODPADU WWW.RAYMAN.CZ/INDEX.PHP?A=STRANKA&M=3&S=43&LAN=CZ WWW.PNEUMATICKA-DOPRAVA.CZ/INDEX.PHP?A=REFERENCE&M=19&K=3&R=1&LAN=CZ DANAGRA.SK/INDEX.PHP?PAGE=1RAST&ID=7

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

97


vibrační doprava Kolektiv autorů

10 VIBRAČNÍ DOPRAVA Dopravovat lze široké spektrum materiálů od jemnozrnných substrátů s velikostí zrna kolem 0,1 mm až po kusové materiály značných hmotností (kovový šrot, odlitky apod.). Lze dopravovat i materiály o vysoké či nízké teplotě. Pokud nedochází k nalepování na dopravní plochu, není na závadu ani případná vlhkosti. Doprava materiálů se sklonem k nalepování nebo materiálů prachových je problematická. U všech typů žlabových dopravníků existuje mnoho vzájemně kombinovatelných konstrukčních prvků, takže výsledný stroj lze dodat v provedení optimálním pro konkrétní aplikaci. Dopravníky jsou poháněny dvojicí příložných vibrátorů s frekvencí podle druhu dopravovaného materiálu 16 nebo 24 Hz. Materiálem pro výrobu svařence stroje jsou běžné konstrukční oceli. Pro použití v potravinářském či v chemickém průmyslu nebo v jiných speciálních aplikacích lze stroj dodat s nerezovou dopravní plochou nebo v celonerezovém provedení. Části dopravníku, vystavené vysokým teplotám, mohou být zhotoveny ze žáruvzdorných materiálů (např. pro plnění pecí). Pro dopravu velmi abrazivních materiálu lze dopravní plochu žlabu vybavit vyměnitelnými vložkami z otěruvzdorného materiálu. Pro omezení eventuelní hlučnosti při dopravě kusových materiálů lze dopravní plochy zhotovit jako sendvičové, tj. s vloženou pryžovou deskou. Pružné uložení stroje lze provést jako podepřené, zavěšené nebo kombinované. Jsou používány ocelové nebo pryžové pružiny. (viz Obrázek 10.1 – Vibrační dopravník)

CD-ROM

Obrázek 10.1 – Vibrační dopravník VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

98


vibrační doprava Kolektiv autorů

10.1 Rozdělení vibračních dopravníků Čas ke studiu: 10 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozdělení vibračních dopravníků dle různých kritérií.

Výklad

10.1.1 Dle pohybu materiálu na žlabu - Dopravníky impulzní Materiál je zde v přímém kontaktu se žlabem a jeho pohyb se realizuje za asistence rozdílných impulzů při pohybu nosného prvku (žlabu) tam a zpět. 10.1.2 Dle pohybu materiálu na žlabu - Dopravníky s mikrovrhem U těchto systémů je dopravovaný materiál vlivem tzv. mikro poskoků téměř celou dobu unášen ve vzduchu, výsledkem je minimální opotřebení zařízení a podstatné zvýšení životnosti žlabu. 10.1.3 Dle druhu žlabu - Žlabové Jedná se o prvky, u kterých se dno žlabu pohybuje přímočarým harmonickým pohybem pod úhlem vrhu ke směru dopravy. V určité poloze dojde k oddělení sypkého materiálu a následuje jeho samostatný pohyb. Po dobu letu dopravovaných částic se žlab pohybuje zpět až do okamžiku, kdy se s ním opět potká balistická dráha dopravovaných částic. Při nastavení optimálních podmínek (pracovní frekvence, úhel vrhu), lze docílit velmi vysokých dopravních výkonů nebo naopak výkonů menších potřebných k šetrné dopravě citlivého sypkého materiálu. Pohon u těchto prvků je realizován za pomocí dvojice příložných vibrátorů (vibromotorů). 10.1.4 Dle druhu žlabu - Trubkové Tyto prvky vynikají zejména při bezprašné dopravě sypkých, zrnitých a kusovitých materiálů. Mezi nesporné výhody patří možnost hermetizace dopravní trasy v celé její délce. Tento druh dopravy umožňuje transport substrátů v širokém teplotním rozmezí. Jako hnacího prvku je zde využíváno dvojic příložných vibromotorů, nacházejících se pod, či nad dopravním prvkem, případně na bočních stěnách.

Shrnutí pojmů 10.1. Vibrační doprava je charakteristická pohybem dopravované hmoty pomocí vibrací vyvolaných příslušným zdrojem vibrací.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

99


vibrační doprava Kolektiv autorů

Otázky 10.1. 1.

Jaké typy žlabů vibračních dopravníků rozeznáváme?

10.2 Vibrační podavače a třídiče Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Konstrukční uspořádání vibračních podavačů a třídičů.

Výklad

10.2.1 Vibrační žlabové podavače Vibrační žlabové podavače jsou používány pro: • vynášení materiálů z násypek, zásobníků a sil, přičemž v klidu slouží zároveň jako jejich uzávěry • objemově stálé podávání materiálů ve vrstvě konstantní šířky a výšky do třídičů, drtičů, praček a obdobných zařízení • dávkování materiálů Ve srovnání s vibračními žlabovými dopravníky mají podavače menší poměr délky k šířce, jsou celkově robustnější a pohon příložnými vibrátory je taktéž patřičně dimenzován. Ve funkci uzávěrů násypek je možné situováním podavače ve sklonu dosáhnout výrazného zvýšení výkonnosti. Výkonnost strojů, poháněných příložnými vibrátory, lze ovlivnit nastavením nevývažků vibrátorů (za klidu) nebo změnou napájecí frekvence měničem. Až na speciální provedení (rezonanční regulovatelný pohon s jedním příložným vibrátorem) možné plynulé snížení výkonnosti až na nulu. 10.2.2 Vibrační podavače s elektromagnetickým budičem Elektromagnetický pohon umožňuje plynulou regulaci podávaného množství v rozsahu 0-100%. V tomto případě jde dvouhmotový stroj, pracující v rezonanci. Podavače lze provést s trubkovým nebo žlabovým dopravním orgánem. Typickým použitím je dávkování. Okamžitá výkonnost podavače je nastavována řídicím systémem hmotnosti a při dovažování je plynule nebo skokově snižována až k nule.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

100


vibrační doprava Kolektiv autorů

10.2.3 Vertikální dopravníky a zásobníky U těchto strojů je dopravní žlábek “svinut” tak, že utvoří šroubovici. Stroj koná prostorový kmitavý pohyb. U dopravníků je šroubovice vytvořena většinou vně nosné trubky. Dopravovaný materiál tak k překonání výškového rozdílu vykoná poměrně dlouhou dráhu. Dopravu možné výhodně spojit s dalším technologickým procesem, jako je chlazení nebo sušení. U zásobníků je žlábek vytvořen na vnitřní straně zásobníku. Dopravní dráhy se využívá k prostorové orientaci podávaných dílů.

10.2.4 Vibrační třídiče V širším pojetí lze do manipulace se sypkými materiály zahrnout i jejich třídění podle velikosti zrna. Pro posuzování třídičů platí hlediska uvedená u vibračních dopravníků, rozšířená o další položky: Význam kontrolního třídění roste v souvislosti se zaváděním ISO norem kvality. Surovina by měla projít kontrolním přetříděním před expedicí a opět při jejím případném dalším vstupu do jiného zpracovatelského procesu.

Shrnutí pojmů 10.2. Vibrační dopravník pouze dopravovanou hmotu dopravuje, třídící vibrační dopravník hmotu dopravuje a navíc provádí další technologickou operaci – třídění.

Otázky 10.2. 1.

Jaký je rozdíl mezi vibračním třídičem a vibračním dopravníkem?

10.3 Hlavní části stroje Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Hlavní konstrukční celky vibračních dopravníků

Výklad

10.3.1 Žlaby Běžnou základní stavební části těchto zařízení tvoří žlab. Ve skutečnosti se jedná o ocelový plech (trubku), který je za pomocí pružin upevněn k základu. I přesto, že se jedná o VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

101


vibrační doprava Kolektiv autorů poměrně šetrný druh přepravy sypkých materiálu, je dno žlabu vyrobeno z otěruvzdorného materiálu nebo žebrované. Ke zvýšení kluzného pohybu materiálu po spodní části a zabránění abrazivního opotřebení žlabu se ve většině případů umisťuje na dno daného prvku výstelka, která tyto vzniklé problémy dokáže eliminovat. Použití těchto aspektů umožňuje významné ekonomické výhody z hlediska údržby a snížení rizika úrazu při odstraňování nálepů. Mezi jedny z nejpoužívanějších materiálů u výstelek je využíváno polyvinylchloridů, polyetylenů, polypropylenů a polyuretanů. PVC se vyznačuje dostatečnou pevností, tuhostí, nízkou teplotní roztažností, vysokou odolností proti kyselinám a zásadám, snadným svařováním a lepením. Mezi nevýhody patří poměrná křehkost a nízká teplotní odolnost. PU se hodí pro aplikace, kde jsou kladeny extrémní nároky na mechanickou odolnost a otěr. Vyznačuje se výbornou odolností proti vodě, zředěným kyselinám a solným roztokům, vysokou pevností a houževnatostí, nízkou teplotní roztažností, hmotností a lépe odolává tečení materiálu (creepu) při působení napětí.

10.3.2 Vibrační pohon Jak už bylo řečeno výše, zdroj kmitů je realizován pomocí vibromotoru, který budí hmotu uváděnou do pohybu většinou periodickou silou a způsobuje kmitání s určitou frekvencí a amplitudou. Při buzení lineárním vibromotorem dochází k vratnému pohybu hmoty, u nevyváženého buzení opisuje hmota kruhovou, popř. eliptickou dráhu. Pro pohon vibromotoru jsou běžné tři druhy energie, pneumatická, elektrická a hydraulická. Tyto prvky nacházejí široké uplatnění např. při dopravě sypkých materiálů (vzniká sled vrhaných mikropohybů a tím posuvný pohyb v jednom směru), uvolňování (jednotlivé částečky se vibrací uvolňují ze spojení), zhuštění (snížením tření dochází k přeskupení materiálu). • Příložné vibrátory. Je to jednoduché, spolehlivé a nejlevnější řešení. Také nejpoužívanější. • Elektromagnetický budič. Je vhodný všude tam, kde je vyžádováno velmi přesné dávkování a zejména dovažování. Protože však používáme značkové budiče zahraničních výrobců, je toto řešení bohužel většinou dražší, než při použití příložných vibrátorů. • Hřídel s nevývažky. Tento pohon používáme pro třídiče s kruhovým kmitem řady ALFA. Je naší vlastní kostrukce a výroby a na rozdíl od mnoha konkurenčních umožňuje snadnou výměnu ložisek bez nutnosti složité demontáže vlastního hřídele. • Mechanický budič. Samostatná skříň s dvojicí protiběžných nevývažků, spojených ozubeným převodem. Používá se u největších strojů, tam, kde například příložné vibrátory již nestačí.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

102


vibrační doprava Kolektiv autorů V posledních dvou případech je eletromotor umístěn mimo vibrační stroj a s vlastním budičem na stroji je spojen řemenovým nebo kardanovým převodem.

10.3.3 Prvky pružného uložení Celé zařízení spočívá na ocelových pružinách, které efektivním způsobem zamezují přenosu dynamických sil do základu. Charakteristickým znakem těchto prvků je velká pružná deformace během zatížení, která po odlehčení zmizí. Lze je rozdělit: a) Pružiny zkrucované b) Pružiny ohýbané c) Šroubové válcované pružiny tlačné d) Šroubové kuželové pružiny tlačné e) Šroubové válcované pružiny zkrutné f) Listové pružiny g) Talířové pružiny h) Pryžové pružiny Další části stroje: • tělo stroje • konzola pohonu - díl, přenášející sílu z vibrátorů do těla stroje. Konzola může být buď montovaná, nebo integrovaná do těla stroje.

Shrnutí pojmů 10.3. Dopravní žlab je nejčastěji ocelový profil U či O, velmi často hermeticky uzavřený.

Otázky 10.3. 1.

Jaké typy vibračních pohonu lze užít?

2. Jakých tvarů nabývají vibrační žlaby?

10.4 Výpočet vibračního dopravníku Čas ke studiu: 20 minut

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

103


vibrační doprava Kolektiv autorů

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Normy, které se používají k výpočtům vibračních dopravníků.

Výklad

K výpočtu použijeme normu ČSN ISO 1815, ČSN ISO 1049. Uvádí základní parametry vibračních dopravníků a podavačů se žlaby pravoúhlého nebo lichoběžníkového profilu. Vztahuje se na vibrační dopravníky a podavače se žlaby pravoúhlými nebo lichoběžníkovými, s plochým nebo vydutým dnem, které jsou také schematicky zobrazeny. Poměrně stručná norma je především zpracována tabelárně. • ČSN ISO 1815 (26 5703) Zařízení pro plynulou dopravu nákladů. Vibrační dopravníky a podavače se žlabem kruhového profilu. Základní parametry • ČSN ISO 1049 (265701) Zařízení pro plynulou dopravu nákladů. Vibrační dopravníky a podavače s pravoúhlým nebo lichoběžníkovým žlabem. Základní parametry

Shrnutí pojmů 10.4. Výpočtová norma uvádí základní parametry vibračních dopravníků a podavačů.

Otázky 10.4. 1.

S jakými tvary žlabů se ve výpočtových normách počítá?

Další zdroje WWW.VIBROS.CZ WWW.TECHKON.CZ WWW.JK-MACHINERY.CZ WWW.UNMZ.CZ

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

104


článkové dopravníky Kolektiv autorů

11 ČLÁNKOVÉ DOPRAVNÍKY Článkové dopravníky (viz Obrázek 11.1 – Článkový dopravník)jsou dopravníky, jejichž dopravním prostředkem jsou oběžné řetězy s články. Uspořádání a tvar článků jsou dány druhem dopravovaného materiálu a účelem použití.

CD-ROM

Obrázek 11.1 – Článkový dopravník

Použití článkových dopravníků je všestranné, nacházíme je ve všech odvětví národního hospodářství. Jsou vhodné jak pro dopravu kusového materiálu (beden, sudů, odlitků, výkovků, jednotlivých součástí i smontovaných celků), tak pro dopravu materiálů sypkých. Ve standardním provedení jimi lze dopravovat materiál o teplotě až 200 °C, ve zvláštní úpravě dovolují dopravu materiálu o teplotách ještě vyšších. Článkové dopravníky se nasazují obvykle tam, kde není možné manipulační problém řešit pásovým dopravníkem, např. při dopravě materiálů velké kusovitosti, značné objemové hmotnosti, ostrohranného, agresivního nebo horkého, jako podavačů při odvádění materiálů uvedených v předchozím bodě ze zásobníků, má-li dopravní trasa oblouky malých poloměrů nebo oblouky ve vodorovné rovině apod. Článkové dopravníky s pásy z plochých článků a s články s postranicemi dovolují dopravu do maximálního sklonu 20°. Dopravníky s články, které mají příčná žebra nebo s články komorovými (kabelovými) je možno použít do sklonu až 60° i více.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

105


článkové dopravníky Kolektiv autorů Množství dopravená článkovými dopravníky bývají až 1000 t h-1. Vzhledem k jejich vyšší ceně nejsou ekonomické pro dopravní množství pod 50 t h-1. Pracovní rychlosti článkových pásů se pohybují od rychlostí nejmenších až maximálně do 1,3 m s-1. Šířka pásů je od 200 do 2000 mm. Délka článkových dopravníků normálního provedení nebývá zpravidla větší než 100m. Při použití dílčích pohonů a vyrovnávání tahů v zatížené a nezatížené větvi lze překlenout jedním dopravníkem vzdálenost 1000 m i více.

11.1 Rozdělení článkových dopravníků Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Rozdělení článkových dopravníků dle různých kritérií.

Výklad

11.1.1 Dle možného pohybu článkového dopravníku - stabilní - pojízdné - přenosné 11.1.2 Podle způsobu vedení článkového pásu - s pojízdnými kladkami - s pevnými kladkami - s kluzným vedením pásu 11.1.3 Podle velikosti článků - krátkočlánkové - dlouhočlánkové 11.1.4 Podle tvaru článků: - laťkové - s plochými články - s postranicemi

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

106


článkové dopravníky Kolektiv autorů - s komorovými články (kabelkové)

Shrnutí pojmů 11.1. Výpočtová norma uvádí základní parametry vibračních dopravníků a podavačů.

Otázky 11.1. 1.

S jakými tvary žlabů se ve výpočtových normách počítá?

11.2 Konstrukční prvky článkových dopravníků Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Jednotlivé konstrukční prvky článkových dopravníků.

Výklad

11.2.1 Článkový pás Článkový pás se skládá z tažného orgánu, článků a podpěrných kladek. Tvar článků, jejich materiál a rozměry se řídí druhem dopravovaného materiálu. Pro dopravu kusového materiálu se používá laťkových dopravníků nebo pásů s plochými články. Při dopravě sypkých hmot se používá pásů z článků jak plochých, tak s bočnicemi, které umožňují zvětšit ložný průřez. Bočnice mohou být pevné, ve spojení s plochými články, nebo pohyblivé (bočnice jsou pak součástí článku). Šířka článků se volí při dopravě kusového materiálu o 80 až 100 mm větší, než je maximální rozměr dopravovaných kusů (ve směru napříč pásu). Pro sypké materiály se šířka článkového pásu určí z požadovaného dopravovaného množství. U hrubozrnných materiálů se tato šířka musí ještě překontrolovat se zřetelem k rozměrům středních a největších kusů dopravovaného materiálu. Směrné hodnoty poměru šířky článkového dopravního pásu k rozměrům středních a největších kusů dopravovaného materiálu jsou uvedeny v tabulce pro kontrolu šířky článkového pásu. Je li u dopravovaných hrubozrnných materiálů obsah největších kusů větší, než je uvedeno v tabulce pro kontrolu šířky článkového pásu, doporučuje se přivádět materiál na dopravník speciálním podávacím zařízením, které zaručí stejnoměrné přivádění těchto největších kusů doprostřed pásu.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

107


článkové dopravníky Kolektiv autorů Výška postranic se volí v rozmezí (0,1 až 0,5) B. Články a postranice se u článkových pásů pro dopravu sypkých hmot musí vzájemně překrývat, aby materiál mezi nimi nepropadával. To, že průměr D0 řetězových kol pro transportní řetězy roste s roztečí řetězu t0 (mm) podle vztahu:

D0 =

t0 180° sin z

(mm)

(11.1)

kde z je počet zubů, znemožňovalo dlouho používání větších článků. S rostoucí délkou článků (která se rovnala rozteči řetězu) narůstaly průměry řetězových kol do nepřijatelných hodnot. Například pro t0 = 1000 mm a z = 6 je průměr řetězového kola D0 = 2000 mm. Při malém počtu zubů hnacího řetězového kola kolísají ve značném rozmezí složky obvodové rychlosti ve směru a kolmo ke směru dopravy a v nabíhající větvi tažného orgánu jsou buzeny podélné a příčné kmity. Teprve konstrukce velkorozměrných článků ve spojení s řetězy malých roztečí (řetězy o rozteči t0 = 160 mm, články o délce l1 = 4t0, 6t0, 8t0 tj. 640, 960 a 1280 mm) umožnila uspokojivé zvládnutí kinematických poměrů na hnacích řetězových kolech, a tím snížení dynamických sil v tažných řetězech. Jako tažného prostředku se používá nejčastěji transportních řetězů podle ČSN 260402. Tažný řetěz bývá buď jeden uprostřed článků, nebo dva po stranách. Podepření a vedení článkového pásu je bud kluzné, nebo valivé. Zachycuje vertikální síly od pásu a užitečného zatížení. Toto zatížení bývá značné a kluzné vedení je proto vhodné jen pro velmi krátké dopravníky s malým dopravním množstvím. Podpěrné kladky uložené na nosné konstrukci, přes něž se odvaluje článkový pás, způsobují neustálý vzájemný pohyb součástí tažného řetězu. Kromě toho vyžaduje toto uspořádání tuhou a pečlivou vyrovnanou nosnou konstrukci dopravníku. Deformace konstrukce mají za následek sjíždění článkového pásu z kladek a přetržení řetězu. Pohyblivé uspořádání kladek na článkovém pásu je nejvýhodnější. Prověšení článkového pásu, které zde nastává, je statické (součásti řetězu se vůči sobě v kloubech nenatáčejí) a energetické ztráty i opotřebení jsou menší. Průvěs pásu je určující pro výšku dopravníku. Čím bude průvěs menší, tím nižší (a levnější) může být dopravník. U pásu normálního provedení je možno průvěs zmenšit pouze zvětšením napínací síly, tj. celkovým zvýšením tahu v řetězu. U konstrukce článkového pásu s potlačeným průvěsem mají vnitřní spony na obou koncích v horní části výstupky, které dolehnou na čepy ve střední části vnějších spon, o něž se opřou a zabrání prověšení řetězu a tím celého pásu. 11.2.2 Pohony článkových dopravníků Článkový pás se uvádí do pohybu většinou jednou poháněcí jednotkou, u větších jednotek, tj. pro velká dopravovaná množství, při větších dopravních délkách nebo výškách a při dopravě materiálů s velkou objemovou hmotností se používá dvou poháněcích jednotek na přepadávacím konci dopravníku nebo dvou i více pohonů mezilehlých. Mezilehlé pohony mohou být budˇ s mechanickým přenosem sil pomocí unášečů, nebo magnetické. Magnetický

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

108


článkové dopravníky Kolektiv autorů pohon je koncepčně řešen stejně jako vyobrazený pohon s unášeči. Místo unášečů je však vlečný řetěz osazen permanentními magnety, z nichž každý je schopen vyvinout unášecí sílu 1000 N. Při uspořádání dvou řad po 15 magnetech (což představuje poháněcí jednotku dlouhou asi 2 m) může magnetický pohon přenést do článkového pásu tažnou sílu 30 kN. K pohonu článkových dopravníků se používá převážně třífázových asynchronních elektromotoru s kotvou na krátko nebo kroužkovou. U pohonů s motory s kotvou na krátko se používá rozběhových spojek. Jako ochrany proti přetížení se používá kluzných, hydrodynamických nebo elektromagnetických spojek. Šikmé dopravníky musí být opatřeny brzdícím zařízením, které zabrání samovolnému chodu dopravníku při vypnutí pohonu. 11.2.3 Napínání Napínání článkového pásu se provádí v místech, kde je malý tah v tažném orgánu, u normálního provedení dopravníku tedy zpravidla v místě vratné stanice. Při menších délkách dopravníků se používá šroubů, u delších dopravníků závaží. Zdvih napínacího ústrojí má být minimálně 2 t 0, kde t0 je rozteč tažného řetězu, aby se, bude-li třeba, mohl řetěz zkrátit vyjmutím dvojice vnitřního a vnějšího článku. Při napínání pásu je nutno dbát na rovnoměrné vypínání obou tažných řetězů. Velikost napínání síly stanovíme obdobně jako u jiných řetězových dopravníků (korečkových elevátoru, redlerů).

Shrnutí pojmů 11.2. Článkový pás se skládá z tažného orgánu, článků a podpěrných kladek.

Otázky 11.2. 1.

Jaké typy řetězů se používají pro článkové dopravníky?

2. Jakým způsobem se napínají řetězová pásma článkových dopravníků 3. Jaký typ pohonu se používá pro zajištění všech funkcí článkového dopravníků?

11.3 Výpočet článkového dopravníku Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Zjednodušený výpočet článkových dopravníků.

Výklad

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

109


článkové dopravníky Kolektiv autorů Dopravované množství článkovým dopravníkem bude při dopravě kusového materiálu Qm = 3600 ⋅

 kg     h 

m ⋅v tk

(11.2)

Kde m je hmotnost jednoho kusu (kg ) tk – rozteč jednotlivých kusů (m) m v – dopravní rychlost   s Dopravené množství vyjádřené počtem dopravených jednotek (kusů za hodinu) bude Qk =

1   h

Qm v = 3600 ⋅ m tk

(11.3)

Při dopravě sypkých hmot bude u vodorovného dopravníku Qv = 3600 ⋅ S ⋅ v

 m3     h 

(11.4)

 kg     h 

(11.5)

nebo Qm = 3600 ⋅ S ⋅ v ⋅ ρ v

 kg  kde ρ v je objemová hmotnost dopravovaného materiálu  3  m  S – průřez materiálem na dopravním pásu (m 2 ) Šířku pracovní plochy b uvažujeme b = (0,8 až 0,85)B

( m)

(11.6)

kde B je šířka článkového pásu (m) pak bude S=

b 2 ⋅ tg

ϕ 2

(m2 )

4

(11.7)

U pásu s bočnicemi je při šířce pásu B (m) a výšce bočnice hb (m)

S = S 2 + S1 = B ⋅ hb +

B 2 ⋅ tg 4

ϕ 2

(m2 )

(11.8)

U šikmých dopravníků s pásem z plochých článků bude dopravené množství vlivem sklonu α nižší

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

110


článkové dopravníky Kolektiv autorů

 m3     h 

Qm = 3600 ⋅ S ⋅ v ⋅ cos α

(11.9)

U šikmých dopravníků s komorovými články mohou nastat tři případy: 1. Sklon dopravníku α je menší než sypný úhel dopravovaného materiálu α < ϕ dopravované množství bude

ϕ   B ⋅ tg  2 ⋅ cos α  Qv = 3600 ⋅ v ⋅ B ⋅  hb +  4    

 m3     h 

(11.10)

2. Sklon dopravníku se rovná sypnému úhlu dopravovaného materiálu α = ϕ

 m3     h 

Qv = 3600 ⋅ B ⋅ hb ⋅ v

(11.11)

3. Sklon dopravníku je větší než sypný úhel materiálu α > ϕ . Pak nebudou komory úplně naplněny. S3 =

tu ⋅ x tu 2 ⋅ tg (α − ϕ ) = 2 2

S 4 = tu ⋅ hb − S3 = tu ⋅ hb −

(m2 )

tu 2 ⋅ tg (α − ϕ ) 2

(11.12)

(m3 )

(11.13)

a dopravené množství

 t ⋅ tg (α − ϕ )  Qv = 3600 ⋅ B ⋅ v ⋅  hb − u  2  

 m3     h 

(11.14)

Příkon dopravníku Pohybový odpor článkového pásu je u vodorovného dopravníku Fw = G ⋅

ξ + rk ⋅ µ

(N )

Rk

(11.15)

kde G je tíhová síla dopravovaného materiálu a pohybujících se částí článkového pásu ( N )

ξ - rameno valivého tření ( m ) rk - poloměr čepu kladek

(m)

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

111


článkové dopravníky Kolektiv autorů

(m)

Rk - poloměr kladek

µ - součinitel čepového tření

Orientačně lze pro výpočet vzít tyto hodnoty: Rameno valivého tření ξ = 0.05 Součinitel čepového tření µ = 0,15 pro kladky s kluzným uložením při dobrém mazání

µ = 0,05 pro kladky na valivých ložiskách Zavedeme-li redukovaný součinitel tření

µR =

ξ + rk ⋅ µ

(11.16)

Rk

bude pohybový odpor  Qm  Fw = G ⋅ µ R =  ⋅ l1 + 2 ⋅ q p ⋅ l  ⋅ g ⋅ µ R  3600 ⋅ v 

(N )

(11.17)

 kg  kde Qm je dopravované množství    h  m v - dopravní rychlost   s q p - hmotnost 1m článkového pásu l1 - dopravní vzdálenost (m) l - délka dopravníku (m)

m g - tíhové zrychlení  2  s 

µ R - redukovaný součinitel tření

Příkon vodorovného dopravníku vypočteme z rovnice Pp = Fw ⋅ v

(W )

(11.18)

Tento příkon může být vlivem tření nákolků kladek o dráhu kladek, které se ve výpočtu neuvažovalo, až o 10 % větší. U šikmých dopravníků přistupuje ještě složka tíhové síly od dopravovaného materiálu

Fz =

Qm ⋅ g ⋅h 3600 ⋅ v

(N)

(11.19)

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

112


článkové dopravníky Kolektiv autorů Příkon pro zvedání materiálu bude

(W )

Pz = Fz ⋅ v

(11.20)

a výsledný celkový příkon šikmého článkového dopravníku

(W )

P = Pp ± Pz

(11.21)

kde znaménko + platí pro dopravu vzhůru znaménko - platí pro dopravu dolů

Shrnutí pojmů 11.3. B – šířka článkového pásma qp – metrová hmotnost článkového pásu

Otázky 11.3. 1.

Uveďte geometrické tvary, které se používají při výpočtech dopravních ploch.

Další zdroje WWW.BROXTEC.CZ/INDEX.HTM WWW.MAYFRAN.DE

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

113


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů

12 DOPRAVA NA PNEUMATIKÁCH Silniční doprava (viz Obrázek 12.1 – Doprava na pneumatikách) je v dnešní době na našem území nejpoužívanějším způsobem dopravy na kratší a střední vzdálenosti. Objem zboží, které se po silnicích u nás přepraví, se pohybuje již delší dobu kolem 430.000.000 tun, přičemž průměrná vzdálenost při vnitrostátní dopravě od roku 1997 nepřesáhla 42 km. U mezinárodní dopravy je situace samozřejmě jiná, její objem činí asi 35 000 000 tun ročně při průměrné vzdálenosti asi 780 km. Pokud bychom chtěli tyto dva zcela odlišné druhy přepravy nějakým způsobem srovnat, asi bychom použili měřítko tzv. přepravních výkonů, které zohledňuje obě dvě předchozí měřítka, tzn. vzdálenost i hmotnost nákladu a dává je do vzájemných souvislostí. Podle tohoto měřítka, potom samozřejmě mezinárodní doprava tu vnitrostátní zřetelně překonává a to o 50% - 95%.

CD-ROM

Obrázek 12.1 – Doprava na pneumatikách

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

114


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů

12.1 NÁKLADNÍ VOZY Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Historii a současnost nákladních vozů.

Výklad

12.1.1 Historie nákladních vozů na území ČR V České republice je výrobou nákladních vozů známá především Kopřivnická firma Tatra, jejíž historie sahá až do roku 1850, kdy Ignác Šustala založil malou rodinnou firmu na výrobu kočárů a bryček. První automobil ale v Kopřivnici vznikl až v roce 1897, nesl jméno Präsident a byl to vůbec první automobil ve střední Evropě. O rok později pak v Kopřivnici sestrojili první nákladní vůz s nosností 2,5 t a dvěma vzadu uloženými motory Benz. Výroba nákladních automobilů nakonec přežila i výrobu osobních automobilů. Koncepce se vzduchem chlazeným vznětovým motorem, tuhou centrální rourou a výkyvnými bezkloubovými polonápravami se stala základem pro celou řadu nákladních automobilů vyráběných od konce 50. let až do 80. let minulého století. Kopřivnické nákladní automobily si získali vynikající pověst díky výborné průchodnosti terénem, robustní konstrukci, jednoduchou údržbou, velkým výkonem a dlouhou životností. Mnohokrát se osvědčili taky v extrémních podmínkách. Ostatně samotný název automobilky je odvozen od jména slovenského pohoří, kde její staré modely prokázaly excelentní vlastnosti. Automobilka byla dodavatelem nákladních automobilů pro státy bývalé RVHP a měla téměř výhradní postavení, co se týče dodávky nákladních automobilů pro jejich armády. Nákladní vozy se dnes vyrábějí v mnoha kategoriích. Za nákladní vůz je dneska podle zákona o DPH považován jakýkoliv vůz upravený na tzv. verzi N1. Z legislativního hlediska je tedy nákladním vozem i upravená Škoda Octavia Combi. Základem úpravy je posuvná přepážka oddělující prostor pro posádku a pro náklad a dále dvě fólie zakrývající zadní boční okna v nákladovém prostoru: bezpečnostní a neprůhledná. Těmito upravenými vozy kombi se nebudu ve své rešerši zabývat. Jedná se totiž o klasická auta, jaké známe z použití v rodinách. Nejmenší z nich jsou různé vozy typu pick-up. Pro tuto úpravu u nás byly často používány vozy Škoda Felicia i dřívější model Škoda Favorit. Míru specializace těchto „náklaďáčků“ dokládá i fakt, že se staly základem pro okruhové závody.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

115


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů 12.1.2 Dodávky Co do velikosti je následující kategorie dodávek, která je zastoupena mnohými modely. Tyto se liší nejen parametry motorovými, ale taky rozměry ložné plochy, celkové výšky i délky, počtem kol, poháněnou nápravou i výbavou budek. Tyto vozy mají velmi silnou pozici zejména při rozvážkové povaze dopravy jako je rozvoz různých potravinářských výrobků, poštovních zásilek či doprava menšího počtu lidí, jako např. v případě pracovníků ve stavebnictví. Časté je také použití větší kabiny pro převoz až 7 lidí v kombinaci s korbou. K řízení těchto automobilů není nutno vlastnit řidičský průkaz skupiny C, takže z hlediska autoškol se vlastně ještě o nákladní automobil nejedná. 12.1.3 Distribuční vozy pro lokální dopravu Pravé veliké náklaďáky jsou až automobily, které u nás dlouhá léta reprezentovaly vozy značky Avia a Liaz a menší modely kopřivnické Tatry. Jedná se o vozidla, která někteří výrobci označují jako distribuční. Tato kategorie se pak ještě dělí podle užitečné hmotnosti na tzv. městskou rozvážku, resp. lokální dopravu s užitečnou hmotností od 6 tun do 18 tun. Dneska jsou tyto automobily prezentovány již mnohem širší nabídkou i zahraničních značek. Jejich funkce se výrazně liší podle výbavy. Naprostá většina výrobců nabízí vlastně jenom podvozek s kabinou, který si pak zájemce vybaví nástavbou dle vlastní potřeby. Tyto podvozky bývají dvounápravové a jsou vybaveny přeplňovanými vznětovými motory o výkonu od 100 kW do 200 kW. I na našem trhu je mnoho firem, které vyrábí různé nástavby na tyto vozy od valníků, přes furgony až po chladící vozy, cisterny či speciální např. hasičské vozy. Výrobci automobilů pak pro tyto nástavby předepisují technologické postupy a technická řešení, které musí firmy umísťující nástavby na jejich podvozky dodržovat. Tyto směrnice obsahují poměrně detailní informace např. o způsobu uchycení pomocného rámu, maximální výška těžiště u sklápěče apod. 12.1.4 Distribuční vozy pro národní dopravu Druhou části tzv. distribučních automobilů jsou automobily pro tzv. národní a regionální dopravu. Bývají již více nápravové a to až po uspořádání náprav 8x4 s řízenou zadní nápravou a jejich celková hmotnost se pohybuje od 16 tun do 26 tun. Jejich kabiny jsou často také větší a bývají doplněny lůžkem. Podobně jako je tomu u vozů pro lokální přepravu, jedná se o výrobu samostatných podvozků, na které se poté montují nástavby externích výrobců. Motory, které jsou dodávány s těmito většími podvozky, jsou samozřejmě také silnější. Disponují výkonem přesahujícím 300 kW. Nákladní vozy této kategorie jsou často doplňovány přívěsy, nebo jsou vyráběny jako tahače podobných parametrů. 12.1.5 Stavební vozy Naprostá většina výrobců odlišuje ve svém výrobním programu ještě kategorii tzv. stavebních vozidel. Jedná se o vozidla z předchozího odstavce, které mají robustnější konstrukci se sklápěcí korbou, uspořádáním náprav od 6x2 až po 8x4, celkovou nosností až 150 tun a s šestiválcovými až osmiválcovými motory o zdvihovém objemu do 16 l a výkonech dosahujících 450 kW a točivým momentu až 600 N⋅m. Automobily jsou vybaveny veškerým komfortem, který známe z osobních automobilů a dalšími technickými podpůrnými VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

116


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů systémy, jako např. systém monitorování spojky, uzávěry nápravových i mezinápravových diferenciálů, uzávěrky v nábojích kol, automatická motorová brzda, několik druhů odpružení včetně pneumatického a v nabídce jsou i tzv. spací budky. V této kategorii bychom již našli těžiště hlavní výroby firmy Tatra. Její čtyřnápravové podvozky řady 813 a 815 zná naprostá většina mužů, kteří zažili VZS. „Osmikoly“ jsou úžasná vozidla, která prokázala své schopnosti při přesunu lidí i materiálu po běžných silnicích i v terénu. Dneska jsou jim konkurencí na silnicích zejména výrobky zahraničních firem Scania, Volvo, Iveco, DAF či Mercedes-Benz a Renault. V těžkém terénu však Tatra se svými podvozky téměř nezná konkurenci, což je zřejmé i z množství vojenských zakázek, které stále získává. 12.1.6 Technika nákladních vozů Technika nákladních automobilů je na velmi vysoké úrovni. Všechny oblasti vývoje nového nákladního vozu jsou dneska založeny na nejmodernějších technologiích a postupech. U pneumatik např. dochází ke snižování tzv. profilového čísla 70 až na 45, či dokonce 40. Pneumatiky s takto nízkými profilovými čísly se pak nazývají Super Single a jejich průkopníkem je firma Goodyear. Profil těchto pneumatik je pak optimalizován procesy založených na analýzách FEM (metoda konečných prvků). Systém centrálního dohušťování a vypouštění pneumatik pro lepší průchodnost terénem není ve světě nákladních automobilů nic nového. Firma Michaelin pak vyrábí speciální pneumatiky pro řídící nápravu vozu, která používá techniky z leteckého průmyslu a snižuje rozstřik vody od pneumatik při jízdě za mokra, čímž velmi výrazně zvyšuje bezpečnost účastníků silničního provozu. Další světový výrobce nákladních automobilů, firma Mercedes-Benz pak vyvinula a již i otestovala systém automatického brzdění vozu na základě radarového sledování situace před vozem, který je schopen v krajní situaci vozidlo automaticky zcela zastavit. Stranou zájmu výrobců nezůstávají ani možnosti snižování spotřeby paliva a obsahu škodlivin ve výfukových plynech. Hlavní v této oblasti je vývoj motorů, které využívají technologii selektivní katalytické redukce (SCR). Je při ní užíván keramický katalyzátor, který za použití speciální látky distribuovány pod jménem AdBlue, rozkládá oxidy dusíku na neutrální dusík a vodní páry. Tato technologie zároveň snižuje spotřebu paliva až o 7%. Nevýhodou tohoto systému je nutnost čerpat aditivo. Jinou cestou ke splnění stále tvrdších emisních norem je systém, který vyvinula firma Scania pro splnění Euro 4. Jedná se o systém EGR (Exhaust Gas Recirculation). Při něm je část výfukových plynů ochlazena a přivedena zpět do motoru. Zde snižuje teplotu, čímž umožňuje použití vyšších plnících tlaků, čímž se kvůli dokonalejšímu hoření snižuje obsah pevných částic ve výfukových plynech. Za tento systém byla Scania oceněna za přínos životnímu prostředí Španělskou asociací dopravců a časopisem Transporte Profesional.

Shrnutí pojmů 12.1. Nákladní automobil je typem užitkového automobilu určeného převážně pro přepravu užitečného nákladu nad 1500 kilogramů. Dodávkový automobil je druh automobilu určený k dopravě zboží nebo osob. VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

117


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů

Otázky 12.1. 1.

Uveďte výrobce nákladních a dodávkových automobilů v Evropě.

12.2 NÁVĚSY A PŘÍVĚSY Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Techniku návěsů a přívěsů.

Výklad

Pro použití v dálkové a mezinárodní přepravě naprostá většina dopravců preferuje použití tahačů v kombinaci s různými návěsy a přívěsy. Tahače vyrábí každá větší automobilka, která se zabývá produkcí nákladních automobilů. 12.2.1 Technika návěsů Běžný speditér používá návěs asi 8 let. Návěsy jsou již vybavovány kotoučovými brzdami s EBS a programem jízdní stability RSS. Antikorozní ochrana dosáhla vysoké úrovně. Nejčastěji jsou používány metody pozinkování, fosfátování zinkem a fosfátování železem. Pro pohodlnější nakládku z rampy je pak možno regulovat výšku nákladové hrany pomocí pneumatického odpružení náprav. Materiály užívané pro výrobu jsou stejně rozmanité jako použití návěsů od duralu a kompozitních materiálů až po vysokopevnostní oceli HARDOX. Jedno z nejrozšířenějších vylepšení je program jízdní stability RSS. Tento systém proti převrácení návěsu zaznamenává provozní tlaky na jednotlivých kolech a při náhlém odlehčení signalizuje nebezpečí převržení, které se pak snaží eliminovat přibrzďováním jednotlivých kol, změnami tlaku v systému pérování a omezením výkonu motoru. Firma SAMRO má patent na šroubované šasi návěsů. Šroubováním je dosaženo rychlejší výroby, menších nároků na přesnost výroby, menších nároků na prostor při výrobě a v neposlední řadě také rychlejší výměny části návěsu. Podobně jako u mnohých jiných výrobců i tady je každý díl pozinkován. Návěsy lze dělit podle použití a velikosti. Dle použití dělíme návěsy do těchto skupin:

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

118


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů •

plachtové návěsy

cisterny pro sypké hmoty

cisterny pro tekutiny

sklápěcí návěsy pro použití ve stavebnictví

návěsy mrazírenské a izotermické

kontejnerové návěsy

podvalníky

návěsy pro přepravu dřeva

návěsy s pohyblivou podlahou

skříňové návěsy

návěsy pro přepravu cívek

Plachtové návěsy, jak již napovídá samotná název, mají bočnice ze speciálních textilií. Toto uspořádání velmi usnadňuje manipulaci s nákladem, neboť bočnice je lehká a tvárná. Je tedy velice jednoduché ji celou shrnout na bok a pohodlně nakládat či vykládat přepravované zboží. Tyto návěsy jsou velmi rozšířené a jsou používány zejména pro přepravu zboží na paletách, ale např. i pro přepravu hutních polotovarů. Jejich střechy bývají vybaveny systémem umožňující zvednutí asi o 30 cm pro snadnější manipulaci s vysokým nákladem. Návěsy tohoto typu jsou vyráběny v celé řadě velikostí, jejíž nosnost se pohybuje kolem 30 t – 35 t a objem ložné plochy mezi 85 m3 a 100 m3 u nejnovějších návěsů tzv. Mega a Giga trailerů. Nárůst objemu je způsoben zvýšením ložné plochy z běžných 2,7 m na 3 m. Systém bočních lišt s možností přesunutí zarážek pak zajišťuje jejich vysokou variabilitu. Typickým zástupcem této skupiny je pak Kögel SN24 P 90/1110 Carggo Maxx Plus. Cisterny pro sypké hmoty jsou technologicky velice náročným typem návěsů, z nichž některé disponují možností vyklápění, jiné jsou vyprazdňovány za pomocí vysokotlakého vzduchu. Tyto cisterny se používají pro přepravu potravinářských produktů a výrobků, produktů chemického průmyslu, průmyslu zpracování nerostů a dále pro přepravu práškových produktů a granulátů. Tyto návěsy jsou dneska vyráběny jako samonosné celohliníkové konstrukce. Veškeré návěsy jsou vlastně vyráběny jako nástavby na základní plošiny. Nebudu proto dokola popisovat velikosti, kterých mohou návěsy dosahovat. Na následujících obrázcích budou zobrazeni zástupci všech výše jmenovaných kategorií návěsů.

Shrnutí pojmů 12.2. Návěs je přípojné nemotorové vozidlo, u kterého je poměrná část celkové hmotnosti přenášena na tahač návěsů.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

119


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů Přívěs je nemotorové přípojné vozidlo, u kterého je velmi malá část celkové hmotnosti přenášena na tahač přívěsů.

Otázky 12.2. 1.

Jaké typy návěsu a přívěsu se pro jednotlivé typy materiálů používají?

12.3 DOPRAVA V DOLECH A LOMECH Čas ke studiu: 20 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete znát Speciální kolové vozidla určené pro doly a lomy.

Výklad

Z hlediska dopravních a manipulačních zařízení je pro nás zajímavou i doprava materiálu při jeho získávání, tzn. doprava materiálu z dolů, příp. doprava materiálu v lomech. Bylo by asi pošetilé domnívat se, že ve stísněných prostorech dolů mohou pracovat stejné stroje na přepravu vydolovaného materiálu, jaké jsme zvyklí potkávat běžně na silnicích či na stavbách. Specifické podmínky dolů a lomů si vyžadují pochopitelně specifické stroje na manipulaci a přepravu vydolovaného či vytěženého materiálu. 12.3.1 Kolová doprava v dolech Doprava v dolech je limitována zejména rozměry důlní šachty. Je sice pravdou, že např. firma Sandvik Minimg and Contruction pro své největší kolové nakladače značky TORO, konkrétně model TORO 2500 Electric předepisuje požadovanou výšku i šířku důlní šachty 6m, ale v tomto případě se jedná skutečně o obra mezi důlními nakladači. Vždyť s jeho pomocí lze najednou naložit až 10m3 materiálu o hmotnosti až 77.500kg. Tento nakladač byste asi na první pohled nehnali do dolů. Je totiž málo přes 3m vysoký a dlouhý přes 14 m a pohání ho elektromotor o výkonu 345kW. Tento obr je vybaven mimo jiné centrálním mazáním, automatickým vypínáním motoru, dálkovým ovládáním pomocí rádia, kamerovým sledováním okolí stroje a centrálním hasícím systémem. Na druhém konci nabídky této firmy nalezneme mnohem menší nakladač Toro 151, jehož nároky na prostor jsou několikanásobně menší. Stačí mu totiž důlní šachta o průřezu 2,5m x 2,5m. A to je již na pováženou. Jedná se o skutečného drobečka, který i přes své malé rozměry dokáže do své lžíce nabrat a naložit až 1,5m3 materiálu o celkové hmotnosti až 8.700

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

120


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů kg. Je poháněn spalovacím motorem o výkonu 63kW a je dlouhý pouhých 7 m. Jeho výbava si v ničem nezadá s největším strojem zmiňovaným výše. Ani jeden ze zmíněných strojů se nijak nevymyká běžným parametrům důlních nakladačů. Jsou to vysoce výkonná kloubová vozidla, využívající nejmodernější technologii poháněna elektrickými nebo spalovacími motory, která jsou vyráběna ve velmi širokém spektru velikostí podle druhu nasazení. Podobně jsou na tom i důlní nákladní auta. Jejich konstrukce opět používá kloubového mechanismu pro zlepšení manévrovacích možností ve stísněném prostoru důlních šachet. Při použití kloubů pak jejich manévrovací schopnosti definuje poloměr zatáčení, který u těch nejmenších činí téměř neuvěřitelných 9 m. Pro srovnání uvedu stejný parametr pro známější silniční vozidlo, kterým je Škoda Octavia model roku 2007, který má při délce 4,5 m poloměr otáčení téměř 10,5 m. Vnější rozměry jsou samozřejmě limitovány prostředím, ve kterém jsou nasazovány. Jejich spektrum je opět velmi široké. Nejmenší, jako např. Sandvik Toro 40 však i přes to mají předepsanou velikost tunelu až 4,5m x 4.5m. Při délce přes 10 m a výšce 3 m dokáže pojmout až 22 m3 materiálu o celkové hmotnosti až 30.700 kg. Největší důlní náklaďáky pak při výšce jen o něco málo větší než 3,2 m pojmou až 32 m3 materiálu o celkové hmotnosti až 60.000 kg. Takovým je např. Sandvik Toro 60. Všechna tato auto jsou vybavena špičkovou technikou podobně jako nakladače. Patří sem centrální mazání, bezpečnostní kabiny s klimatizací, systém hlídání zatížení korby, výfuková brzda, automatické převodovky, systém automatického vypínání motoru, elektronické brzdy či centrální hasící systém. Existují i další speciální nákladní automobily, které jsou však již například určeny pouze k přepravě materiálu po cestách, které jsou zcela bez sklonu nebo jej mají pouze minimální. Jsou to pak vícenápravové automobily pro přepravu extrémních nákladů o hmotnosti až 80.000 kg. 12.3.2 Kolová doprava v lomech Na rozdíl od dopravy v dolech je doprava v lomech téměř bez jakýchkoliv limitů. Jedná se o obrovská otevřená prostranství, ve kterých se často pohybují skutečná automobilová monstra. Větší a výkonnější automobily, resp. stroje pro přepravu po silnicích lze nalézt už jen v opravdu extrémních případech, jako je například dobře známá přeprava celého odpalovacího zařízení pro kosmické lety NASA. Také firem, v jejichž nabídce nalezneme stroje vhodné pro práci v lomech je mnohem více, než tomu bylo v případě dolů. Jedná se o značky, které zná mnoho lidí z použití jejich menších produktů na běžných stavbách či v zemědělství, jako jsou Caterpillar, JCB, Deawoo či John Deere. Ovšem i tady lze najít specialisty a jedním z nich je jistě firma Liebherr. Kolové nakladače jsou podobně jako důlní nakladače konstruovány s kloubem mezi nápravami pro zlepšení jejich manévrovacích možností. Tento kloub umožní natočení stroje tak, že nápravy spolu svírají úhel až 40º. V praxi to znamená, že např. nakladače s malým objemem lžíce, tzn. přibližně 5 m3, mají poloměr otáčení pouhých 7,3 m, přičemž jejich délka přesahuje 9,4 m. Pojem malý nakladač je však relativní, neboť i tyto nakladače dovedou najednou naložit až 9.000 kg materiálu. Největší z kolových nakladačů pak mají kapacitu VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

121


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů lžíce až 36 m3 a mohou tak najednou naložit až 31.500 kg materiálu. Jedná se o velikány, kteří při zvednuté lžíci měří na výšku až 14 m a mají celkovou délku přes 19,5 m. Tyto nakladače jsou poháněny motory s objemem až 78 litrů, které disponují hrozivými parametry výkonu 1176kW a točivého momentu 8465 N⋅m při 1400 ot⋅min-1. S použitím planetové převodovky pak dovedou tito 200 tun vážící velikáni jet rychlostí až 25 km⋅h-1 a to dopředu i dozadu. Se spuštěnou lžící je pak poloměr otáčení těchto nakladačů pouhých 14,5 m. Nákladní automobily určené primárně pro provoz v lomech jsou auta, která lze rozdělit podle konstrukce na automobily s kloubem mezi nápravami a auta bez kloubu. Mohou vznikat výrobou speciální nástavby na běžném komerčně vyráběném podvozku, jako je tomu např. u firmy Astra, která svá auta konstruuje na podvozcích Iveco, nebo se jedná o firmy, které vyrábějí tyto stroje kompletně ve vlastní režii. Použití kloubů u těchto automobilů má stejný význam jako při jejich použití v dolech. Výrazně se totiž zmenšuje manévrovací prostor, který tyto automobily potřebují. Tyto automobily mívají korby o objemu do 30 m3 a nosnost do 38 tun. Jejich 15 litrové přeplňované vznětové motory o výkonu kolem 350 kW jim dávají možnost jízdy rychlostí až 55 km⋅hod-1. při plném naložení. Menší automobily bez kloubu pro práci v lomech se vyznačují objemem korby kolem 20 m a nosností kolem 30 tun. Jsou nejčastěji poháněny přeplňovanými vznětovými motory o zdvihovém objemu kolem 10 litrů a výkonu do 300 kW. Jsou to v podstatě větší nákladní auta vybavena kompletní automatickou diagnostikou celého vozidla, počítačem s možností analýzy celého pracovního cyklu a plně vybavenou moderní budkou pro řidiče. 3

Taková auta můžeme považovat za trpaslíky mezi automobily určenými pro přepravu v lomech. Vrátíme-li se totiž k nabídce firem, které se tímto segmentem na trhu zabývají, pak primárně zjistíme, že podobná auta tvoří to nejmenší, co lze v jejich nabídce najít. Na druhé straně nabídek pak stojí automobily jako je Cateripillar 797B Mining Truck, který se svými celkovými rozměry, tj. délkou 14,5 m, šířkou 9,8 m a výškou při nezvednuté korbě 7 m patří do zcela jiného světa. Za automobil těchto rozměrů by se snadno skryl běžný dvougenerační dům. Nejvyšší bod korby dosáhne při sklápění výšky neuvěřitelných 15,3 m nad povrchem země. Toto monstrum o hmotnosti 252 tun dosáhne při plném zatížení až na hranici téměř 600 tun, tzn., že je schopen uvést až 265 m3 materiálu o hmotnosti 345 tun. S motorem o zdvihovém objemu 117 litrů a výkonu 2647 kW pak dokáže i plně naložené uhánět rychlostí přes 67 km⋅hod-1. Takto výkonný stroj je samozřejmě hlídán mnoha centrálně řízenými senzory, které patří k základní výbavě tohoto stroje podobně jako např. klimatizace, polohovatelné sedadlo řidiče, automatická motorová brzda, kontrola zatížení vozidla či veškerá světelná signalizace na vozidle v provedení LED. Je až neuvěřitelné, že ani toto auto netvoří vrchol nabídky pro přepravu materiálu získaného v lomech. Pokud bychom hledali naprostý extrém, museli bychom se podívat do

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

122


doprava na pneumatikách Kolektiv autorů nabídky již zmiňované firmy Liebherr. Jejich T282 B je totiž skutečný král mezi nákladními automobily. Tento automobil s neuvěřitelnými možnostmi uvést až 302 m3 materiálu o hmotnosti 405 tun totiž předčí předchozí Caterpillar o dalších 12%, co se týče objemu korby a dokonce o téměř 38% v měřítku nosnosti. Jedním z největších rozdílů mezi těmito automobily je jejich pohon. Zatímco u Caterpillaru je pohonnou jednotku přeplňovaný vznětový motor, Liebherr je, podobně jako lokomotivy, poháněn dieselelektrickým motorem. Dieselová část tohoto motoru má zdvihový objem 90 litrů a výkon 2725 kW. Při brzdění však lze dosáhnout pomocí elektromotoru výkonu až 4480 kW. Celkové vnější rozměry obou dvou posledně zmíněných automobilů se pak příliš neliší, stejně jako technologie, které jsou použity pro zlepšení ovladatelnosti, jako je např. rozdělení točivého momentu na zadní poháněné nápravě až na 100% na kolo, které je na vnějším oblouku zatáčky.

Shrnutí pojmů 12.3. Damper je forma velkého nákladního automobilu určená k provozu na povrchových dolech.

Otázky 12.3. 1. Jaké jsou zásadní rozdíly mezi kolovým vozidlem určeným pro důl a pro lom?

Další zdroje PACHMAN, P. PŘEDSTAVENÍ ADBLUE. LASTAUTO OMNIBUS. 2005, ROČ.2, Č.1,S.22 PACHMAN, P. AŽ DO POSLEDNÍ KAPKY. LASTAUTO OMNIBUS. 2005, ROČ.2, Č.1,S.24-26 PACHMAN, P. PNEUMATIKY. LASTAUTO OMNIBUS. 2004, ROČ.1, Č.7, S.48-49 KVARTEK, J.TEST: MEGANÁVĚSY. LASTAUTO OMNIBUS. 2005, ROČ.1, Č.7, S.26-32 PACHMAN, P. TÉMA: NOVÉ KONCEPCE NÁPRAV NÁVĚSŮ. LASTAUTO OMNIBUS. 2005, ROČ.1, Č.8, S.26-32 KVARTEK, J. TÉMA: PŘÍVĚSY, NÁVĚSY, CISTERNY. LASTAUTO OMNIBUS. 2005, ROČ.1, Č.9, S.24-30 WWW.HESTI.CZ/TRAILER/NAVESY.PHP?JAZYK WWW.LASTAUTO.CZ/ WWW.MININGANDCONSTRUCTION.SANDVIK.COM/ UNITEDKINGDOM.CAT.COM/CDA/LAYOUT?M=65265&X=7 WWW.DAFTRUCKS.CZ/ WWW.TATRA.CZ/CZ/HISTORIE_CZ.ASP

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

123

M3 - Dopravní a manipulační technika  

Studijní opory pro modul M3 - Dopravní a manipulační technika.

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you