M4 - Dopravní systémy v průmyslových podnicích

DOPRAVNÍ SYSTÉMY V PRŮMYSLOVÝCH PODNICÍCH Ing. Robert BRÁZDA, Ph.D. Ing. Petr GŰNTHER Ing. Kamil SKÁCEL Ing. Jan VYLETĚLEK Bc. Jaroslav GRABEC Bc. Jakub ŽALČÍK

Ostrava 2017

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“.

železniční doprava Kolektiva autorů

Název:

Dopravní systémy v průmyslových podnicích

Autoři:

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

Vydání:

druhé revidované, 2017

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., Gűnther P., Skácel K., Vyletělek J., Grabec J., Žalčík J. © Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Univerzita Pardubice ISBN 978-80-248-3258-6

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

2

železniční doprava Kolektiva autorů

POKYNY KE STUDIU Dopravní systémy v průmyslových podnicích Pro předmět Dopravní komplexy ve 3. semestru navazujícího studia 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 Dopravní a manipulační zařízení, Dopravníky, Jeřáby a Teorie dopravních strojů.

Cílem předmětu Cílem je seznámení se základními pojmy z oblasti dopravních zařízení a dopravních prostředků v průmyslových podnicích. Po prostudování modulu by měl student být schopen samostatně navrhnout vhodný dopravní komplex pro široké spektrum průmyslových podniků.

Pro koho je předmět určen Modul je zařazen do magisterského studia oboru Dopravní stroje a manipulace s materiálem studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství, 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

železniční doprava Kolektiva 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., Gűnther P., Skácel K., Vyletělek J., Grabec J., Žalčík J.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

4

železniční doprava Kolektiva autorů

OBSAH 1

2

ŽELEZNIČNÍ DOPRAVA .......................................................................................... 8 1.1

Konstrukce železniční tratě, železniční vlečky a vozidlové odpory ..................... 9

1.2

Typy lokomotiv ....................................................................................................... 13 Elektrická trakce ................................................................................................. 14

1.2.2

Diesel – elektrická trakce .................................................................................... 16

1.2.3

Důlní lokomotivy ................................................................................................. 17

1.2.4

Lokomotivy pro povrchové doly ........................................................................ 18

1.2.5

Lokomotivy pro podpovrchové doly .................................................................. 18

SILNIČNÍ DOPRAVA ............................................................................................... 22 2.1

2.2

2.3

3

1.2.1

Rozdělení silničních vozidel ................................................................................... 22 2.1.1

Motorová vozidla ................................................................................................. 27

2.1.2

Přípojná vozidla ................................................................................................... 27

Rozdělení ústrojí motorových silničních vozidel. ................................................ 28 2.2.1

Hnací ústrojí silničních vozidel .......................................................................... 29

2.2.2

Převodové a rozvodové ústrojí silničních vozidel ............................................. 34

2.2.3

Uložení a řízení vozidel ....................................................................................... 36

2.2.4

Alternativní pohony vozidel................................................................................ 36

Doprava v lomech a dolech .................................................................................... 37 2.3.1

Nákladní vozy....................................................................................................... 40

2.3.2

Přeprava sypkým materiálů ............................................................................... 40

DOPRAVNÍ KOMPLEXY VE SLÉVÁRNÁCH ..................................................... 42 3.1

Dopravní komplexy tavíren ................................................................................... 42

3.2

Druhování a zavážení slévárenských pecí ............................................................ 46

3.3

3.2.1

Druhování kuploven břemenovým elektromagnetem ...................................... 47

3.2.2

Druhování kuploven vestavěnou jeřábovou váhou .......................................... 47

3.2.3

Druhování kuploven bezobslužně ...................................................................... 48

3.2.4

Zavážení kuploven šikmým výtahem ................................................................. 49

3.2.5

Zavážení kuploven jeřábovou kočkou ............................................................... 49

3.2.6

Druhování indukčních pecí ................................................................................. 49

3.2.7

Zavážení indukčních pecí.................................................................................... 49

3.2.8

Druhování a zavážení elektrických obloukových pecí ..................................... 50

Skladování a úprava křemenného písku pro formovací a jádrové směsi ......... 51

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

5

železniční doprava Kolektiva autorů 4

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V TEPELNÝCH ELEKTRÁRNÁCH ....................... 55 4.1

4.2

5

Struska..................................................................................................................... 56 4.1.1

Doprava a skladování strusky ............................................................................ 57

4.1.2

Využití strusky v průmyslu................................................................................. 58

4.1.3

Využití ve stavebnictví ........................................................................................ 59

Popílek ..................................................................................................................... 62 4.2.1

Materiálový tok popílku...................................................................................... 63

4.2.2

Využití popílku..................................................................................................... 64

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V ZEMĚDĚLSTVÍ A POTRAVINÁŘSTVÍ ............. 67 5.1

5.2

5.3

Skladovaní rostlinných surovin (obiloviny, olejniny, luštěniny) ........................ 67 5.1.1

Skladovací prostory ............................................................................................. 68

5.1.2

Technologická část............................................................................................... 71

Mouka ...................................................................................................................... 73 5.2.1

Výroba mouky ..................................................................................................... 73

5.2.2

Skladování mouky v pekárnách ......................................................................... 76

Výroba těsta ............................................................................................................ 77 5.3.1

Hnětací systém ..................................................................................................... 77

5.3.2

Dělení a tvarování těsta ....................................................................................... 78

5.3.3

Kynutí těsta .......................................................................................................... 79

5.3.4

Pečení chleba ........................................................................................................ 79

5.3.5

Krájení chleba...................................................................................................... 80

5.3.6

Balení chleba ........................................................................................................ 81

6

DOPRAVNÍ KOMPLEXY NA SKLÁDKÁCH SYPKÝCH HMOT ..................... 83

7

DOPRAVNÍ KOMPLEXY VE SKLADECH .......................................................... 91 7.1

7.2

Automatizované zakládací a skladovací systémy ................................................ 91 7.1.1

Regály v automatizovaných skladech ................................................................ 91

7.1.2

Sloupové zakladače v automatizovaných skladech........................................... 92

7.1.3

Dopravní a manipulační zařízení v automatizovaných skladech .................... 93

Skladovací technika obecně ................................................................................... 94 7.2.1

Regály ................................................................................................................... 94

7.2.2

Nízkozdvižné vozíky ............................................................................................ 95

7.2.3

Vysokozdvižné vozíky ......................................................................................... 96

7.2.4

Paletizace .............................................................................................................. 97

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

6

železniční doprava Kolektiva autorů 7.2.5

Kontejnerizace ..................................................................................................... 98

8

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V PŘÍSTAVECH A PŘEKLADIŠTÍCH ................. 100

9

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V AUTOMOBILOVÉM PRŮMYSLU .................... 106 9.1

9.2

9.3

9.4

Mechanizační prostředky u vykládky do skladu ............................................... 107 9.1.1

Vysokozdvižný vozík čelní ................................................................................ 108

9.1.2

Manuální vysokozdvižné vozíky ....................................................................... 108

9.1.3

Ruční vysokozdvižný vozík ............................................................................... 108

Dopravní a manipulační zařízení ve výrobní sekci ........................................... 109 9.2.1

Válečkové tratě .................................................................................................. 109

9.2.2

Závěsné dopravníky .......................................................................................... 111

9.2.3

Řetězové dopravníky ......................................................................................... 112

Výroba hliníkových a plechových disků............................................................. 115 9.3.1

Sekce odlévací .................................................................................................... 116

9.3.2

Sekce zkušební ................................................................................................... 116

9.3.3

Sekce povrchových úprav ................................................................................. 116

Skidový dopravníkový systém ............................................................................. 117 9.4.1

Skid ..................................................................................................................... 118

9.4.2

Válečková dráha ................................................................................................ 118

9.4.3

Otočný stůl ......................................................................................................... 119

9.4.4

Příčný posuvný stůl ........................................................................................... 120

9.4.5

Zvedací zařízeni ................................................................................................. 120

9.5 Interní technický standard dopravníkových systémů ve společnosti Škoda AUTO a.s. .............................................................................................................................. 122

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

7

železniční doprava Kolektiva autorů

1

ŽELEZNIČNÍ DOPRAVA

Železniční dopravou se rozumí doprava po kolejových tratích pomocí kolejových vozidel. Kolejové tratě mají daný pevný rozchod, kterým se rozumí vzdálenost dvou rovin pojížděcích hran kolejnic měřených 14 mm pod temenem kolejnice (viz Obrázek 1.2). Jako normální rozchod se považuje hodnota 1 435 mm, která se používá v zemích Evropské unie a dále např. v Číně, Africe a Severní Americe. Můžeme se ale setkat s různými rozchody kolejnic. V Rusku se používá rozchod 1 520 mm, naopak v Bosně, Indii nebo Kubě mají rozchod kolejnic 760 mm (viz Obrázek 1.1).

Obrázek 1.1 – Rozchody kolejnic

Obrázek 1.2 – Měření rozchodu

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

8

železniční doprava Kolektiva autorů

1.1 Konstrukce železniční tratě, železniční vlečky a vozidlové odpory Čas ke studiu: 2 hodiny Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat rozchod.

Znát konstrukci kolejové trati.

Popsat železniční vlečku a znát jednotlivé odpory na trati.

Výklad

Zvláštní typ kolejové dopravy je vlečka. Vlečka slouží vlastní potřebě provozovatele v rámci vnitropodnikové dopravy a je napojena do regionální nebo celostátní železniční dráhy. Typický příklad vlečky je k vidění například v tepelné elektrárně v Třebovicích (viz Obrázek 1.3).

Obrázek 1.3 – Schéma železniční vlečky

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

9

železniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 1.4 – Typy železničních stanic Konstrukce železniční tratě se dělí na železniční spodek a železniční svršek (viz Obrázek 1.3). Železniční spodek je vybudován stavební úpravou terénu a tvoří ho: • • • • •

podkladní vrstva, geotextilie, zemní těleso, konsolidační vrstva, vegetační ochrana.

Obrázek 1.5 – Řez železniční tratí Nejdůležitější složkou železniční tratě je zemní těleso. To musí být dokonale odvodněno, nesmí podléhat změnám v důsledku provozního zatížení a musí být odolné vůči atmosférickým vlivům. Odvodnění je dosaženo jednostranným (viz Obrázek 1.6), nebo oboustranným příčným sklonem (viz Obrázek 1.7). V obou případech je hodnota sklonu rovna 5 ‰.

Obrázek 1.6 – Jednostranný sklon

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

10

železniční doprava Kolektiva autorů Další prvky železničního spodku jsou např. ochranné stavby proti povodním, lavinám a dále odvodňující a zpevňující stavby, které zajišťují stabilitu železničního tělesa. Mezi železniční spodek se řadí i mosty a tunely.

Obrázek 1.7 – Oboustranný sklon Železniční svršek tvoří nosnou a vodící část železniční tratě. Musí zajistit dokonalé vedení pro kolejová vozidla a dále bezpečně přenést všechny dynamické i statické složky zatížení, jimi vyvolané, do železničního spodku. Kolejový svršek se skládá z opakujících se normalizovaných částí spojených do dlouhých lineárních konstrukcí a tvoří ho: • kolejnice, • pražce, • kolejové lože.

Kolejnice jsou hlavní částí konstrukce tratě a prvotně přenášejí silové účinky kolejových vozidel do její konstrukce. Můžou být širokopatní, žlábkové nebo dvouhlavé.

Kolejnice se skládá z hlavy, stojiny a paty. Provozem se nejvíce opotřebovává hlava, která je postupně ojížděna. Pražce slouží k vytvoření kolejového roštu (spojení kolejnice a pražce), k zajištění konstantního rozchodu kolejnic a k přenášení nápravových tlaků kolejových vozidel do železničního spodku. Pražce můžou být dřevěné, ocelové nebo betonové. Dnes jsou nejrozšířenější pražce betonové, které se vyrábějí z předepjatého betonu. Spojení kolejnic s pražci je buď pomocí hřebů, vrtulí nebo moderním způsobem pomocí spon typu Fastclip, Vossloh apod.

Mezi nejdůležitější kolejová vozidla patří lokomotivy. Ty slouží pro tažení přípojných kolejových vozidel a dělí se podle pohonu. V minulosti byl nejrozšířenější parní pohon, v současnosti se však používá elektrická trakce a spalovací motory. Budování elektrizovaných tratí umožňuje zvyšovat dopravní rychlost, hmotnost a výkon. Elektrický provoz má navíc příznivé ekologické dopady na dopravně silně vytížených tratích. Přípojná kolejová vozidla se dělí podle počtu náprav na dvou a čtyřnápravová. Ve výjimečných případech mohou být i vícenápravová, např. železniční jeřáby, výtahy apod. Dále se kolejová vozidla dělí podle účelu dopravy na osobní a nákladní. Více bude uvedeno dále.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

11

železniční doprava Kolektiva autorů Při jízdě kolejových vozidel vzniká celá řada odporů, které souhrnně nazýváme jízdní odpor. Jedná se o síly, které působí proti pohybu vozidla, ale nejsou jeho brzdnou silou. Podle vzniku se dělí na dvě skupiny, a to na vozidlový odpor, který je dán konstrukcí vozidla, a na trakční odpor, který je dán profilem trati.

Vozidlový odpor (viz Obrázek 1.8): • odpor ložisek, • valivý odpor, • odpor vzduchu.

Obrázek 1.8 – Schéma vozidlového odporu Trakční odpor: • • • • •

odpor na rovné trati, odpor ve sklonu (viz Obrázek 1.9), odpor v oblouku (viz Obrázek 1.10), odpor vlivem setrvačnosti, odpor v tunelu.

Obrázek 1.9 – Schéma odporu ve sklonu

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

12

železniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 1.10 – Schéma odporu v oblouku

Shrnutí pojmů 1.1. Železniční vlečka je zvláštním typem kolejové dopravy pro průmyslové podniky.

Konstrukce železniční tratě se dělí na železniční spodek a železniční svršek.

Jízdní odpory se člení na vozidlové a traťové.

Otázky 1.1.

1. Co je železniční vlečka a k jakému účelu se používá?

2. Jaké odpory působí na jedoucí vlak?

1.2 Typy lokomotiv

Čas ke studiu: 2 hodiny

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Základní způsoby pohonu lokomotiv.

Typy lokomotiv pro doly a lomy.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

13

železniční doprava Kolektiva autorů

Výklad

V minulosti se podílela na vývoji a výrobě celá řada tuzemských výrobců (např. ČKD Praha, Škoda Plzeň, částečně také ČKD Hradec Králové). Všechny byly však omezovány radou RVHP a byly omezeny výkonovou normou, která neměla přesáhnout 2 000 kW. Dnes je na našem území již nemálo malých výrobců, kteří vyrábí jak lokomotivy, tak i samotné vagóny.

Obecně lze klasické lokomotivy rozdělit: 1) Podle druhu trakce (pohonu): • Dieselové • Elektrické • Parní • Experimentální 2) Podle účelu: • Rychlíkové - určené především pro vysoké rychlosti) • Nákladní - s vysokým tahem a nižšími rychlostmi • Univerzální - kombinace obou vlastností • Experimentální V současné době v drtivé většině převažuje výroba dieselových a elektrických lokomotiv. Avšak nejvíce elektrických. Parní lokomotivy sloužily přibližně do 60. let minulého století. Byly málo výkonné a také velmi energeticky náročné. K jejich konci přispěla také dlouhá startovací doba, potřebná pro dosažení provozní teploty. Mezi experimentální lokomotivy lze řadit také i české pokusy o tzv. turbínovou lokomotivu, poháněnou turbínovým motorem, spalující těžký mazut. Cílem bylo dosažení velkého výkonu při relativně malých rozměrech podvozku. Projekt byl završen testováním prototypu, nicméně nutnost velkých nádrží, velké hlukové emise a také těžké zplodiny projekt potopily.

1.2.1 Elektrická trakce Elektrická trakce je především určena pro vysoké rychlosti, ale nižší síly. Její výhodou je také relativně levnější provoz. V dřívějších dobách byly vlaky provozovány maximálně v rámci domácího státu. Dnes musí vlaky jet bez výměny lokomotivy i do států velmi vzdálených. To ale přináší na cestě velký problém – téměř každý stát má jiný napájecí systém sítě. Dnešním trendem ve výrobě lokomotiv je právě vícesystémovost elektrické výzbroje.

Mezi české výrobce patří nejvýznamnější – Škoda Transportation a.s.

Výrobní program společnosti Škoda Transportation zahrnuje výrobu velmi úspěšné lokomotivy 109 E. Lokomotiva E 109 E byla zkonstruována jako moderní třísystémová lokomotiva s možností bez přepínání systémů ve strojovně lokomotivy. Aby splnila moderní požadavky, konstruktéři ji museli zkonstruovat i pro provoz na evropských tratích, kde je VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

14

železniční doprava Kolektiva autorů vyžadováno norem TSI. Umožňuje také dynamické brzdění a je vhodná pro provoz na obloukových tratích. Všechny tyto vlastnosti z ní dělají konkurenceschopnou lokomotivu a je také nejsilnější a nejrychlejší na území České Republiky. Její trvalý výkon činní 6400 kW, maximální rychlost činní okolo 200 kmh-1.

Rám lokomotivy je řešen jako svařenec s vnějšími, ale i dvěma vnitřními podélníky.

Ty slouží pro bezpečné uchycení palubních přístrojů. Střecha kabiny je odnímatelná pro možné usnadnění oprav. Konstrukce rámu zahrnuje také deformační zóny před řidičem. Dnes již standardní pluh pod nárazníky zabraňuje lokomotivě vykolejit při střetu s překážkou.

Design skříně vychází ze studie konstrukční kanceláře Porsche, nicméně byl upraven pro sladění s mezinárodními bezpečnostními normami.

Podvozky umožňují montáž rychloběžných trakčních motorů ATM ŠKODA 85E. Při jejich konstrukci byly maximálně využity poznatky z dřívějších konstrukčních řešení fy. Škoda. Podvozky jsou připevněny ke skříni pomocí dvou sad vinutých zpruh Flexi-coil, jenž umožňují svislé vypružení, ale i příčné pohyby mezi skříní a podvozky. Monobloková kola jsou vybavena po obou stranách hliníkovými vrtanými kotouči.

Elektrická výzbroj je vybavena nejmodernějšími systémy řízení, pro automatické přepínání mezi různými napětími sítí. Lokomotiva právě kvůli tomuto systému byla nápadně zaměnitelná se systémy formy Bombardier. Konflikt vyústil až k zabavení lokomotivy rakouskými úřady a verdiktu patentového úřadu, že Škoda má svůj vlastní systém řízení.

Brzdový systém – na čelníku podvozkového rámu jsou uchyceny čtyři jednotky kotoučové brzdy Knorr. Systém brzd je pneumatický, obsahuje také pomocný pístový kompresor. Je vybavena také protiskluzovým a protismykovým systémem. Parkovací brzda sepíná okamžitě při zastavení. Dá se říci, že lokomotiva 109 E je velmi názorným příkladem směru vývoje lokomotiv po celém světě.

V podniku Škoda Transportation a.s. se také modernizují lokomotivy 71 E na lokomotivu 71 Em. Cílem je především dvousystémovost. Rekonstrukce má za cíl prodloužit provoz až o 20 let.

Mezi významné výrobce elektrických lokomotiv patří kanadský Bombardier.

Společnost se zabývá výrobou téměř všech typů kolejových vozidel (metro soupravy, lokomotivy, tramvají, moderních vlakových jednotek).

Společnost plynule reaguje na požadavky zákazníků především pro evropský trh.

Vyrobila také nejsilnější lokomotivu IORE s elektrickou trakcí, jež je používána především ve Skandinávii pro těžební průmysl. Je vždy používána v páru (1+1) a celkový výkon činí 10 800 kW, tažná síly 1200 kN. Používá se převážně pro transport železné rudy.

Do kategorie rychlostních vlaků vyrobila společnost Bombardier ve spolupráci s Talgo rychlostní lokomotivu HSP 350 a odvozený model HSP 250. Tato pohonná jednotka je schopná jet rychlostí až 330 kmh-1. Zajímavostí je unikátní multi-gauge pohonná jednotka, jenž umožňuje po menší úpravě operovat na dvou rozchodech kolejnic – 1435 mm a 1600 mm. Vlaky jsou požívány především ve Španělsku. Dalším vyráběným typem je platforma ALP. Parametry a elektronická výzbroj je totožná s typem naší lokomotivy 109 E.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

15

železniční doprava Kolektiva autorů Nesmíme také opomenout firmu Siemens. Je tradičním výrobcem elektrických lokomotiv. Různorodost napájecích systému vedla k řešení projektu Eurosprinter. Historie tohoto projektu sahá až do konce minulého století, kdy rakouské dráhy potřebovaly obměnit lokomotivy. Z tohoto důvodu byly vyrobeny univerzální lokomotivy (ES 64 U1), jež měly vysoký výkon i vysoké provozní rychlosti. Aby bylo možno realizovat i dálkovou přepravu, společnost Siemens vyrábí i unikátní čtyřsystémovou lokomotivu (ES 64 U4). Tato lokomotiva umožňuje provoz na dvou střídavých a dvou stejnosměrných trakcích, jež umožňují bez výrazných zásahů provádět dálkové trasy napříč Evropou bez výměny lokomotivy.

1.2.2 Diesel – elektrická trakce Dieselové lokomotivy jsou určeny především tam, kde nejsou tratě elektrifikovány (většinou méně vyspělé země, regionální tratě a velmi dlouhé tratě – Transibiřská magistrála, tratě USA). Dieselová trakce je také určena pro velmi malé rychlosti ale značné síly. Jejich velkou nevýhodou jsou především vysoké emise a nehospodárnost.

Mezi tuzemské výrobce lze řadit firmu Legios a.s. s několika výrobními závody po celé republice. Vyrábí lokomotivy, vagóny, ale i náhradní díly pro železniční vozidla.

Vyrábí licenčně dieselovou lokomotivu Legios General. Jedná se o šestinápravovou diesel – hydraulickou lokomotivu. Je určena především pro mezinárodní nákladní dopravu s těžkými náklady. Může být osazena různými zabezpečovacími mezinárodními prvky dle požadavku zákazníka. Její objem nádrže 10 000 litrů je činí téměř nezávislou na nutnosti zastávek pro doplnění paliva. Lze říci, že se hodí pro velmi dlouhé tratě pro těžké náklady.

Není určena pro tuzemské aplikace, ale především pro zahraniční aplikace.

Velmi významným výrobcem dieselových lokomotiv s vlastním know - how je firma CZ loko a.s. Výrobní program je především určen pro země bývalého Sovětského svazu a zahrnuje spíše modernizaci lokomotiv a jejich remotorizaci. Avšak vyrábí i nové lokomotivy pro posun, středně těžký potah a také pro traťovou službu.

Jako zástupce jedné z nejsilnějších nově vyráběných lokomotiv uvedu řadu 744.0 s diesel elektrickou trakcí. Lokomotiva je určena pro středně těžký posun a traťovou službu.

Je osazena na čtyřnápravovém podvozku, na němž spočívá kapotovaná nástavba s věžovou kabinou strojvedoucího. Hnacím agregátem je dieselový motor CAT 3508C/3512 (1000 až 1550 kW) s pomocným alternátorem Siemens.

Díky osazení moderního hnacího agregátu je hluková i emisní emisivita snížena na mezinárodní limity. Profity lokomotivy spočívají v následujících prvcích: • • • • • • •

Automatické mazaní okolků kol pro snížení tření a hluku Moderně řešené kotoučové brzdy Valivé uložení trakčních motorů Výborné rozhledové vlastnosti díky věžové kabině strojvedoucího Elektrodynamická brzda Protismykové zajišťovací zařízení a skluzová ochrana Automatická regulace rychlosti a automatické vedení vlaku VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

16

železniční doprava Kolektiva autorů Použité komponenty lokomotivy jsou voleny s ohledem na jejich životnost. Jsou vybrány a konstruovány tak, aby byl prodloužen servisní limit a zvýšena životnost lokomotivy.

Výrobců lokomotiv ve světě je velká spousta. Je však důležité říci, že například východní výrobci pouze kopírují již vyrobené typy lokomotiv (např. ČKD dodávala v minulosti do Vietnamu a Číny), vyjma kooperačních výrobců. Naopak západní výrobci konstruují nové typy lokomotiv, určené v drtivé většině pro elektrifikované tratě.

Jako velmi názorný příklad je uveden rozmach dieselové trakce v USA. Zde je většina tratí neelektrifikována, a tak se americké výrobní společnosti snaží vyrábět velmi ekonomické a ekologické pohonné jednotky pro těžké náklady.

Největší výrobní společností dieselelektrických lokomotiv je společnost GE (General Electric). Společnost klade důraz na nižší emise a snížení spotřeby paliva. V současnosti modernizuje stávající lokomotivy, vyrábí hybridní lokomotivy, ale také vyrábí pohonné jednotky pro netradiční palivo (hovězí tuk). „Brzděním 207 tunové lokomotivy se za rok provozu maří tolik energie, že s tímto množstvím energie by vystačilo 160 domácností na rok. Hybridní lokomotivy tuto energii rekuperují, ukládají do baterií a dále používají při rozjezdu. Při rozjezdu rekuperační energie dodává až 2000 koňských sil navíc. Výsledkem je úspora paliva, o 15% nižší emise a až o 60% nižší emise oproti nejběžnějším typům dieselelektrických lokomotiv“.

Velkou zajímavostí je použití jako paliva živočišný tuk. Společnost GE nyní testuje lokomotivu s označení Heatland Flyer, jež je upravena pro tento typ paliva. Jako motor byl použit standardní sériový motor. Cílem testování je odzkoušet, zdali motor vydrží běžnou dobu (10 let) bez nutnosti generální opravy.

1.2.3 Důlní lokomotivy Důlní lokomotivy jsou především určeny pro přepravu těžené rudy, nástrojů, materiálu a pracovníků v dolech. Zprvu se do nástupu techniky v dolech používali k této práci poníci.

Jako první se začaly používat lokomotivy se spalovacím motorem.

V zásadě se dají důlní lokomotivy rozdělit na dvě hlavní odvětví: • •

pro povrchové doly pro podpovrchové doly

Dále se lokomotivy se dají rozdělit podle pohonu: 1) elektrické • trakční - použití zejména tam, kde nehrozí úraz elektrickým proudem, výbuch plynů • akumulátorové – dnes velmi rozšířené, používají se do prostředí s nebezpečím výbuchu plynů • kombinované

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

17

železniční doprava Kolektiva autorů

2) motorové (dle přenosu) • mechanické (dieselové) – pro nepřetržité provozy, mohou být používány i do prostředí s nebezpečím výbuchu • hydraulické 3) vzduchové - pohon stlačeným vzduchem, používají se výjimečně, do prostor s extrémním nebezpečím výbuchu Dle provedení: • • •

závěsné pozemní pro trakční vedení

1.2.4 Lokomotivy pro povrchové doly Lokomotivy pro povrchové doly mohou být elektrické, nebo dieselové. Tento způsob dopravy v dolech je však vytlačován těžkotonážními nákladními vozidly tzv. dumpery.

V minulosti na našem území byly vyráběny elektrické důlní lokomotivy firmami Škoda a ČKD. Dnes se výrobou těchto lokomotiv zabývá už jen pár společností. Mezi ně lze řadit firmu Ferrit z Frýdku Místku. Jejich výrobní program zahrnuje výrobu povrchové lokomotivy PLP50F. Tato lokomotiva má dieselový motor Cummins A 2300 o výkonu 36 kW a tažné síle 60 kN. Je především určená pro přepravu materiálu a osob v dolech. Její rozchod může být 600 - 900 mm a maximální převýšení tratě 35 ‰.

Důraz je kladen hlavně na bezpečnost. Výfukové plyny prochází přes katalyzátor a lapač výfukových plynů, aby bylo minimalizováno riziko vznícení nebezpečných plynů.

Přenos trakce je řešen přes hydraulický převod.

Mezi opravdového výrobce těžkých důlních lokomotiv se řadí německá firma Schalker Eisenhütte Maschinenfabrik GmbH. Ta vyvinula a dodala pro svého zákazníka, měděné doly Codelco v Chile, sérii osmi 130 - ti tunových trakčních elektrických lokomotiv.

Její konstrukce se odvíjela od opravdu velmi náročných požadavků. Provoz 365 dní v roce, čtyři nezávislé nápravy, které mají volitelný rozsah krouticího momentu na každé ose.

Vlastní také systém kontroly prokluzu kol mezi kolejnicí a kolem (prokluzu) a také protiskluzovou ochranu. Maximální tažná síla činní 256 kN, maximální dosažitelná rychlost 60 kmh-1.

Zajímavostí také je, že při provozu v tunelech není třeba řidiče – má automatizovaný systém řízení, řízený přes sériové rozhraní, které nepotřebuje zásah řidiče, ale z centrály (systém je běžný pro lokomotivy v podpovrchových dolech).

1.2.5 Lokomotivy pro podpovrchové doly U těchto lokomotiv je kladen největší důraz na bezpečnost ve výbušném prostředí.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

18

železniční doprava Kolektiva autorů Začneme tuzemskými výrobci. Zde se objevuje více sortimentu ve výrobě.

Nejvýznamnějším výrobcem je již jmenovaná firma Ferrit, s.r.o. Její výroba zahrnuje velmi dobře řešený závěsný systém DLZ110F-II. Je určený jako univerzální dopravník pro osobní i nákladní dopravu na velké vzdálenosti. Nesporou výhodou tohoto systému je možnost dopravovat i do svahů o sklonu i 30°. Skládá se ze dvou kabin, motorové části, pomocné části a zavěšených prvků. Lze tedy přepravovat osoby, natěžené suroviny, pomocná zařízení, ale i několikatunové náklady.

Pohonná jednotka má několik zabezpečujících systémů. Jde o zabezpečení nasávaného vzduchu, ale i výfukových plynů. Sání může nasávat i metan a důlní prach, ale pouze do stanoveného limitu. Jinak musí být provoz zastaven. Přenos síly je realizován přes hydraulickou soustavu, která pohání hnací kolo s polyreutanovým pláštěm.

Výkonové parametry se odvíjí od počtu pohonných jednotek, avšak maximální rychlost zůstává stejná 7,2 kmh-1, liší se pouze tažná síla – od 60 do 140 kN. Výrobní program firmy Ferrit zahrnuje také výrobu pozemní podpovrchové důlní lokomotivy DLP140F. Je určená pro přepravu osob a nákladu pro tratě s rozchodem 550 – 900 mm a maximálním úklonem 35 ‰.

Taktéž je zabezpečená pro výbušná prostředí a může být samostatně použita jako zdroj tlaku pro hydraulická zařízení jako jsou vrtačky sbíječky atd.

Dalším spíše dodavatelem je firma Kabedex s.r.o. Dodávky jsou typickým příkladem lokomotiv pro trakční vedení.

Lokomotivy jsou především určené do vlhkého a prašného prostředí bez nebezpečí výbuchu uhelného prachu a plynů. Pohon zajišťují dva asynchronní motory a brzdění zajišťuje elektrodynamická brzda. Lokomotivy jsou schopné pracovat na tratích do maximálního úklonu tratě 2°.

Světový výrobci podpovrchových důlních lokomotiv se specializují především na výrobu bateriových a trolejových lokomotiv. Většinou se jedná o velmi malé výrobce, kteří se spíše specializují na jinou část odvětví. Převládá spíše výroba konkrétních typů dle požadavků zákazníka, než výroba sériových prototypů.

Významným zahraničním výrobcem důlních lokomotiv je společnost IRWIN Car and Equipment. Tato společnost se specializuje přímo na výrobu lokomotiv podle požadavků zákazníka. Vyrábí v drtivé většině pouze lokomotivy na bateriový provoz, jenž mohou být osazeny brzdovými disky, elektronickými kontroléry, odpružením a ergonomickými prvky.

R.A. Warren Equipment Ltd. je dalším světovým výrobcem důlních lokomotiv. Také se spíše specializuje na výrobu bateriových lokomotiv. Pro příklad uvádíme NexTec lokomotivu určenou pro tunely a doly. Váží 4 tuny, poháněna je 48 články baterií o kapacitě 33,7 kWh. Motorovou jednotku tvoří jeden 11 kW motor. Je osazena rychlostním kontrolérem a kontrolérem baterií. Brzdy jsou diskové s pomocnou hydrodynamickou brzdou. Zajímavostí je, že doba nabíjení činí pouze 6 hodin.

Mezi výrobce dieselových podpovrchových důlních lokomotiv se řadí také polská kooperace Famur. Ta vyrábí jednu ze silnějších lokomotiv – Pioma LDS 80. Tato lokomotiva VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

19

železniční doprava Kolektiva autorů operuje na tratích o rozchodu 900 mm. Maximální možná hmotnost soupravy může být až 150 tun. Konstrukce lokomotivy zajišťuje bezpečný přejezd zatáček a výhybek díky speciálnímu multitorznímu motorovému podvozku. Podvozek lokomotivy je odpružený, což umožňuje lepší rozložení sil na koleje a lepšímu záběru trakce na kola. Trakce je hydraulická s převodovkami po obou stranách kol, které eliminují prokluz kol v zatáčkách.

Lze vidět, že výroba bateriových lokomotiv je dnes nejvíce rozšířená. Umožňují to nové technologie ve výrobě baterií, jež umožňují dodávat vysoký výkon po relativně dlouhou dobu. Nespornou výhodou je jejich bezpečnost, kdy téměř nehrozí riziko výbuchu.

Kusová výroba důlních lokomotiv je velmi drahá a také jejich údržba není jednoduchá ve spojení s úzkými prostory v dolech. Výhodou lokomotiv jsou jejich malé rozměry a i relativně velká tažná síla. Hmotnosti se mohou pohybovat od 5 do 55 tun. Nevýhodou je jejich malá stoupavost (do 2°), vyjma závěsných lokomotiv, které se dnes začínají více používat než tradiční kolejové.

Shrnutí pojmů 1.2. Železniční vlečka je zvláštním typem kolejové dopravy pro průmyslové podniky.

Konstrukce železniční tratě se dělí na železniční spodek a železniční svršek.

Jízdní odpory se člení na vozidlové a traťové.

Otázky 1.2.

1. Jaké je rozdělení lokomotiv dle pohonu?

2. Jakým způsobem je řešen pohon u závěsných lokomotiv?

Další zdroje Dostál J, Heller P.: Kolejová vozidla I – Západočeská univerzita v Plzni, 1. vydání, 2007, 122 stran, ISBN 978-80-7043-520-5 Dostál J, Heller P.: Kolejová vozidla II – Západočeská univerzita v Plzni, 1. vydání, 2007, 394 stran, ISBN 978-80-7043-641-7 www.skoda.cz www.bombardier.com www.cee.siemens.com www.legios.eu www.czloko.cz

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

20

železniční doprava Kolektiva autorů www.ge.com www.ferrit.cz www.schalker-eisenhuette.de www.kabedex.cz www.irwincar.com www.warrenequipmentt.com www.famur.com www.cfaspower.com

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

21

silniční doprava Kolektiva autorů

2

SILNIČNÍ DOPRAVA Pod pojmem silniční doprava se rozumí individuální druh dopravy s využitím kolových

vozidel. Přeprava probíhá na silničních komunikacích, což jsou zejména silnice a zpevněné cesty a pomocné a zpevněné plochy pro odstavování a otáčení vozidel.

2.1 Rozdělení silničních vozidel

Čas ke studiu: 2 hodiny

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Rozdělit nákladní automobily podle mnoha kritérií.

Popsat základní rozdíl mezi tahačem a přípojným vozidlem.

Výklad

Silniční doprava se dělí: •

osobní,

•

nákladní.

U osobní dopravy se pro hromadnou přepravu osob nejvíce využívá automobilů a autobusů. Dále např. motocyklů, trolejbusů apod. V nákladní dopravě jsou pro přepravu nejrůznějších typů materiálů, polotovarů a hotových výrobků nejvíce využívány nákladní automobily, které se dělí: podle počtu náprav •

dvounápravové,

•

třínápravové,

•

vícenápravové,

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

22

silniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 2.1 – Typy nákladních automobilů podle typu •

nákladní automobil s přívěsem,

•

nákladní automobil s návěsem,

•

s pevnou korbou,

•

s výklopnou korbou,

•

skříňové,

•

plachtové apod.,

podle hmotnosti •

osobní automobil

do 3,5 t,

•

malý nákladní automobil

do 20 t,

•

střední nákladní automobil

20–40 t,

•

velký nákladní automobil

40–75 t,

•

velmi velký nákladní automobil

75–200 t.

Dále jsou různé druhy speciálních nákladních automobilů, např.: •

autojeřáby, VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

23

silniční doprava Kolektiva autorů •

pumpy na beton,

•

požárnické vozy,

•

cisternové vozy,

•

vysokozdvižné plošiny apod.

Obrázek 2.2 – Typy nakládacích ramp pro nákladní automobily

Nákladní automobily mají všeobecné využití a uplatnily se v široké škále lidských činností. Kromě silniční dopravy existuje mnohostranné využití i mimo silniční komunikace, např. v zemědělství, vojenství, lesnictví, stavebnictví a hornictví. Dále se pro přepravu osob a materiálů používají dodávky nebo pick-upy. Veškeré dopravní prostředky silniční dopravy jsou poháněny vznětovým nebo zážehovým spalovacím motorem. Výjimku tvoří prostředky hromadné přepravy osob, např. trolejbusy, autobusy, které jsou elektrifikované a různé typy automobilů s hybridním, elektrickým nebo plynovým pohonem. Vozidly v širším smyslu rozumíme pozemní, dopravní nebo samojízdné pracovní stroje. Mohou se pohybovat na jízdním ústrojí (kola, dvojkolí, pásy) ve styku se zemí nebo na vzduchovém polštáři (vznášedla) či magnetickém principu. Vozidla mohou být poháněna hnací silou působící mezi pojezdem a jízdní drahou; dále reakční silou nebo akční silou. Energii potřebnou k pohonu vozidla veze vozidlo sebou v zásobníku energie (nádrž, akumulátor) nebo ji přejímá během jízdy zevně (např. energie z trolejí).

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

24

silniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 2.3 – Rozměrové schéma čekacích a nakládacích ploch skladu Mezi nevýhody silniční dopravy patří: •

znečišťování životního prostředí,

•

hluk,

•

relativně malý dopravní výkon oproti jiným typům dopravy,

•

velká vlastní hmotnost vozidel a jejich poruchovost.

Hlavní výhody automobilové dopravy: •

flexibilita,

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

25

silniční doprava Kolektiva autorů •

rychlost a dostupnost na krátké a střední vzdálenosti,

•

kolová vozidla nejsou vázána na žádný druh pevné tratě, a proto se dostanou i do mnoha míst, kam nevede železnice.

Z tohoto důvodu je silniční doprava velmi žádaná.

Obrázek 2.4 – Možnost otáčení nákladního automobilu

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

26

silniční doprava Kolektiva autorů 2.1.1 Motorová vozidla Motorová vozidla jsou poháněna vlastním motorem a dělí se podle způsobu použití: •

transportní (sloužící k dopravě osob a věcí – motocykly, osobní automobily, autobusy, dodávkové, nákladní a speciální automobily)

•

tahače (přívěsové, návěsové, k tažení přípojných vozidel)

•

traktory k tažení či sunutí, nesení a pohonu pracovních strojů (zemědělských, zemních, stavebních) a tažení přívěsných vozidel

•

samojízdné pracovní stroje sloužící k transportu nebo vykonávání určitých prací (jeřáby, nosiče nářadí)

2.1.2 Přípojná vozidla Přípojná vozidla dělíme na přívěsy (podstatnou část tíhy přenáší vlastní jízdní ústrojí) a návěsy (svou přední částí se ukládají na točnici nebo návěsný čep tažného vozidla a přenáší na něj podstatnou část tíhy).

Základní koncepce pohonu motorových vozidel rozlišujeme podle umístění zdroje energie vůči vozidlu. Pokud vozidlo odebírá energii ze zdroje mimo vozidlo při jízdě a tím je vozidlo vázáno na určitou trať, jde o závislou trakci. Jestliže vozidlo veze zásobu energie sebou, jde o nezávislou trakci.

Shrnutí pojmů 2.1.

Motorová vozidla jsou poháněna vlastní pohonnou jednotkou.

Přípojná vozidla se dělí na přívěsy a návěsy.

Otázky 2.1.

1. Rozdělte silniční vozidla dle nosnosti.

2. Rozdělte silniční vozidla dle konstrukce.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

27

silniční doprava Kolektiva autorů

2.2 Rozdělení ústrojí motorových silničních vozidel.

Čas ke studiu: 2 hodiny

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat jednotlivá ústrojí motorových silničních vozidel.

Popsat rozdíl mezi vznětovým a zážehových motorem.

Výklad

Motor (zdroj mechanické energie) zpravidla pohání převodové ústrojí, které slouží k přenosu energie od motoru na hnací prvek jízdního ústrojí (kola). Jízdní ústrojí je takové zařízení, které umožňuje jízdu vozidla. Kolové jízdní ústrojí je tvořeno koly vozidla. Hnací ústrojí je takové zařízení, které umožňuje jízdu vozidla. Kolové jízdní ústrojí je tvořeno koly vozidla. Hnací ústrojí pak tvoří motor, převodová ústrojí a část jízdního ústrojí umožňující přenos ražné či brzdné síly. Brzdné ústrojí slouží k zastavení vozidla a bezpečnému udržení v tomto stavu. Řídicí ústrojí umožňuje změnu směru kolového vozidla (změnu směru pásových vozidel umožňuje směrové ústrojí).

Vozidlo s motorovým pohonem musí zajišťovat provoz a funkci samostatných vozidel.

Patří mezi ně pomocná zařízení (chlazení, mazání, startování, regulace a ovládání …) a to jak motoru, tak i pomocných zařízení ústrojí vozidel a kontrolních přístrojů, osvětlovacích zařízení, stěračů, vytápěcí a větrací systém aj.

Brzdy silničních vozidel jsou nejčastěji umístěny na kolech (nebo na jejich nápravách) a pak mluvíme o kolových brzdách. Jde o brzdy provozní, které slouží zároveň jako brzdy parkovací. Jsou to vždy brzdy mechanické, třecí.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

28

silniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 2.5 – Možnost otáčení nákladního automobilu

2.2.1 Hnací ústrojí silničních vozidel Základním požadavkem na charakteristiku hnací jednotky je v celém rozsahu rychlostí dávat potřebný výkon k překonání jízdních odporů a umožnit změnu rychlosti podle potřeby.

Mají mít co největší účinnost při přeměně energie. Primární zdroj – motor – musí mít minimální hmotnost a objem. Jeho provoz a obsluha by měla být snadná, spolehlivá a s dostatečně dlouhou životností. Musí splňovat ekologické požadavky na hluk, škodliviny ve výfuku, toxicitu a důsledky nehod.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

29

silniční doprava Kolektiva autorů Pístový spalovací motor je tepelný motor s vnitřním nespojitým procesem spalování, který patří dnes k nejrozšířenějším hnacím dopravních prostředků. Nejčastěji se používá motor zážehový pro pohon jednostopých vozidel, automobilů lehkých užitkových vozidel. Pro pohon nákladních automobilů, autobusů, ale i kolejových vozidel a lodí se používá motor vznětový, který bývá ponejvíce přeplňovaný turbodmychadly na výfukové plyny a s mezichladičem plnicího vzduchu.

Zážehové motory mají menší výkonovou hmotnost, jsou méně hlučné, snáze je lze spustit a výrobně jsou levnější. Naproti tomu vznětové jsou robustnější, mají vyšší tepelnou účinnost a menší spotřebu.

Předností pístových spalovacích motorů je snadné řízení výkonu a počtu otáček. U vznětových motorů řídicí orgán působí na ovládací orgán motoru spolu s regulátorem. Na hnací jednotky – motory klademe určité požadavky z hlediska jejich vhodností pro trakční účely. Tak například musí dávat v celém rozsahu rychlostí vozidla potřebný příkon k překonávání jízdních odporů a umožnit změnu rychlosti vozidla podle potřeby, jako kritérium slouží výkonnostní charakteristiky. Dále musí mít vysokou účinnost přeměny energie, snadný provoz a obsluhu, cenovou dostupnost a dnes již i splňovat přísné ekologické požadavky.

Pro posouzení ekonomických vlastností motorů se jmenuje: •

časová (dráhová) spotřeba paliva ([kg/s], [litrů/100 km])

•

měrná (hmotnostní) spotřeba paliva ([g/kW.h],[kg/J])

•

účinnost přeměny chemické energie na mechanickou

Naftové motory osobních a nákladních automobilů jsou v současné době vybaveny většinou turbodmychadly výfukových plynů nebo rázovým přeplňováním, někdy dokonce i chlazením přeplňovaného vzduchu. Některé jsou vybaveny i systémem přímého vstřikování.

Oxidační katalyzátory a zpětné vhánění plynů snižuje přítomnost škodlivých látek ve výfukových plynech. Avšak právě vznětové motory nejmodernější konstrukce kladou na motorový olej značné požadavky. Turbodmychadla jsou příčinou vysokých teplot uvnitř motoru a to až 300°C i více. U naftových motorů dochází k podstatně vyšší tvorbě sazí a kyselých produktů spalování než u benzinového motoru. Vyšší spalovací tlaky a přibližně stejně vysoké otáčky jako u benzinového motoru vyžadují vysokou pevnost mazacího filmu.

Moderní technika svými vysokými parametry potřebuje totiž i stále náročnější péči provozu.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

30

silniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 2.6 – Možnost parkování nákladních automobilů - kolmé

Význam vznětových motorů pro pohon nejrůznějších zařízení včetně dopravních prostředků se neustále zvyšuje. V roce 1994 se na celém světě vyrobilo 13,5 miliónů vznětových motorů. Menší část se montovala do různých malých agregátů a do lokomotiv a lodí. Ale většina tj. 7,8 miliónů byla určena k pohonu automobilů. Z toho 4,1 mil. připadlo na užitková vozidla a 3,7 mil. pohání osobní automobily.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

31

silniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 2.7 – Možnost parkování nákladních automobilů - šikmé

Dříve se motor inženýra Rudolfa Diesela pro svou robustnost uplatňoval dlouhou dobu víceméně jen v užitkových vozidlech včetně autobusů. První osobní vůz s dieselovým motorem představily firmy Mercedes-Benz a Peugeot na autosalónu v Berlíně v roce 1936, kde vzbudily velkou pozornost. Trvalo však více než 35 let, než se pro tento druh pohonu výrazněji rozrostla paleta následovníků. Vznětový motor má ve srovnání se zážehovým vyšší tepelnou účinnost, a tedy i nižší spotřebu nafty.

Zvýšený zájem o osobní automobily se vznětovým motorem vyvolaly důsledky ropné krize v 70. letech a kladnou roli sehrály také neustále se zpřísňující ekologické předpisy, protože exhalace vznětových motorů mají menší objemy škodlivin. Tato výhoda dokonce

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

32

silniční doprava Kolektiva autorů obecně převažuje nad specifickým problémem škodlivých pevných částic sazí a síry ve výfukových plynech spalované nafty.

O počátku výroby vznětových motorů pro osobní automobily prošly vznětové motory pro osobní automobily dlouhým vývojem investičně náročným vývojem. Například dnešní čtyřválec o objemu 1,9 litrů s výkonem 65 kW má průměrnou spotřebu nafty 5 litrů na 100 kilometrů, což je ve srovnání s minulostí polovina. Výkon se navíc při shodném zdvihovém objemu téměř ztrojnásobil a velmi výrazně se zlepšily také ekologické parametry. Proti zážehovým motorům téhož objemu obsahují výfukové plyny minimum oxidu uhelnatého (CO) a také objem oxidu uhličitého (CO2) je o 15 – 30 % nižší. Vážnější problém vznětových motorů ovšem představují emise oxidů dusíku (NOx), sazí a hluku. Přitom se počítá s dalším zhoršováním životního prostředí, takže ekologické zušlechťování vznětových motorů musí velmi intenzivně pokračovat. Evropské společenství, které vyvíjí neustálý tlak na výrobce automobilů a jejich příslušenství, vydalo normy, které vyžadují snížení emisí Nox, i dalších ve výfukových plynech dieselmotorů. Podobně je tomu i při omezení hluku. Úsporný a ekologicky přijatelný provoz spalovacích motorů podmiňuje vysoká úroveň procesu hoření paliva. U vznětových motorů kvalitu spalování v rozhodující míře ovlivňuje stav a technickou vyspělost konstrukce i řízení vstřikovací soustavy. Ta musí zajistit dávku paliva ve správném okamžiku i množství (NOx), uhlovodíků (HC) i pevných částic.

Jedním z největších výrobců vstřikovacích čerpadel pro vznětové motory všech kategorií je německá firma Bosch, která ostatně byla v této oblasti průkopníkem. První vstřikovací čerpadlo vlastní konstrukce uvedla na trh v roce 1927. Dnes zaujímá na světovém trhu 30% podíl. Její výrobní sortiment zahrnuje jak rotační čerpadla pro motory osobních automobilů, tak i řadové jednotky pro užitková vozidla, lodě a lokomotivy.

Dosud ve vznětových motorech pro osobní automobily převažují rotační vstřikovací čerpadla, která jsou poměrně levná a motory malého i středního výkonu i s nimi splňují emisní předpisy. Jejich mechanickou regulaci vstřikování však postupně nahrazuje elektronika; firma Bosch vyrobila loni 15 % rotačních čerpadel s řídicím systémem EDC vyvinutým v roce 1987. Ten je schopen mimořádně přesného dávkování paliva tzv. předstřiku i při vlastním vstřiku. Přitom reaguje například na rychlost jízdy, teplotu a množství nasávaného vzduchu či plnící tlak. Elektronická regulace rotačních čerpadel také do značné míry potlačila některé negativní vlastnosti vznětových motorů, především malou akceleraci a jejich přílišnou hlučnost. Další úsporu paliva i výrazně nižší emise škodlivin nabízí přímé vstřikování. Záporné jevy přímého vstřikování, jimiž jsou hlučnost a tvrdý běh motoru, lze VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

33

silniční doprava Kolektiva autorů zmírnit předstřikem velmi malého množství paliva před hlavní dávkou pomocí elektronické regulace nebo zvýšením vstřikovacího tlaku na hodnotu kole 150 MPa (např. pomocí rotačního čerpadla s radiálními písty nebo řadovým čerpadlem). Moderní vstřikovací čerpadla představují systémy přímo spojující čerpadlo a trysku (PDE) nebo modulové soustavy čerpadlo -potrubí – tryska (PLD), popřípadě zásobníkové řízení Common Rail, kde je palivo pod stálým tlakem a jeho vstřik u každé trysky řídí individuálně elektronika.

2.2.2 Převodové a rozvodové ústrojí silničních vozidel Pohonem vozidel rozumíme jednak činnost, jejímž výsledkem je mechanický pohyb, jednak zařízení, které toto umožňuje. Tento druhý význam rozlišujeme názvem hnací soustrojí. Je to energetický systém zabezpečující dodávku energie k pohonu vozidla tj. k překonání jízdních odporů. Jako výchozí zdroj uvažujeme motor, jehož výstupem je mechanická energie. Konečná forma mechanické energie je přeměna rotačního pohybu hnacích kol k jízdě vozidla.

Převodové ústrojí (převodovka) musí plnit funkce: •

přenést mechanickou energii vyvíjenou motorem ve formě rotačního pohybu s vysokou účinností na hnací kola vozidla (automobilu)

•

rozdělit energii (výkon) v určitém poměru rychlostí a momentů na jednotlivá hnací kola

•

přizpůsobit otáčky motoru otáčení kol K těmto základním funkcím přistupuje u pístových spalovacích motorů, které umožňují měnit svou rychlost a moment podle požadavků vozidla, ještě další:

•

měnit převodový poměr mezi motorem a hnacími koly při rozjezdu k dosažení požadovaných rychlostí a hnacích vlastností vozidla a to pro jízdu vpřed i vzad (reverz)

•

umožnit chod motoru volnoběžnými otáčkami bez zatížení při stojícím vozidle

Přenos výkonu z motoru na kola je vždy mechanický, ale uvnitř převodového ústrojí může dojít i k přeměně energie.

Mezi základní komponenty převodového ústrojí patří kloubové hřídele, převod ozubenými koly a vlastní převodovka a rozvodovka (slouží k rozdělení energie na dvě a kola jedné nápravy) nebo rozvodová převodovka (rozděluje energii na více náprav).

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

34

silniční doprava Kolektiva autorů U nákladních automobilů se zdvojenou nápravou jsou zpravidla poháněné obě nápravy.

Přitom musí hnací ústroji umožňovat stejné rozdělení točivých momentů i při rozdílných jízdních poměrech na obou kolech. K tomu stačí rozdělovací převodovka nebo mezinápravový diferenciál. Jednotlivé zadní nápravy jsou uloženy na listových pružinách a vedeny podélnými suvnými tyčemi.

Obrázek 2.8 – Možnost parkování nákladních automobilů s přívěsem - kolmé

Za standardní uspořádání hnacího ústrojí považujeme motor vpředu, za ním spojka, převodovka. Potom následuje spojovací hřídel spojující převodovku s rozvodovkou na zadní nápravě, která prostřednictvím kloubových hřídelů pohání obě zadní kola. Zadní pohon má hnací motor umístěný v zadní části vozidla a spojovací hřídel odpadá. Přední uspořádání pohonu má vpředu umístěný motor uložený příčně nebo podélně, přitom příčný způsob uložení motoru ušetří nákladný převod s kuželovými koly. Pohon všech kol s motorem uloženým vpředu může být stálý nebo zapínatelný. Při pohonu všech kol je nutný mezinápravový diferenciál, jenž vyrovnává rozdíly mezi otáčkami předních a zadních kol.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

35

silniční doprava Kolektiva autorů 2.2.3 Uložení a řízení vozidel Silniční vozidla – na rozdíl od vozidel kolejových. Mají stranově volný (nevázaný) pohyb po jízdní dráze vozovky. Mají k tomu vytvořený samostatný mechanismus pro řízení předních kol (někdy i zadních), takže řízení vozidla závisí na ovládání volantu řidičem. Jestliže kolejové vozidlo je směrově vedeno a neseno, pak silniční dopravní prostředky jsou neseny dezénem pneumatiky kola po jízdní dráze no vozovce. Tento základní rozdíl umožňuje silničním terénním vzájemně se předjíždět na téže vozovce. Řídicí zařízení automobilu je tedy zařízení umožňující ovlivňovat směrové vedení vozidla.

Dostatečná stabilita směrového vedení vozidla závisí na kinematice konstrukčního uspořádání zavěšení řídicí nápravy, jež ovlivňuje poměry geometrického nastavení kol při změně směru.

Jde o tzv. příklon a záklon rejdového čepu, odklon kola, sbíhavost a rozbíhavost kol vozidla.

Ve skutečnosti jde tedy o inženýrská řešení složitých kinematických poměrů při zatáčení a v důsledku toho i namáhání pojezdu vozidla, stejně jako sledování vlastnosti při jeho otáčivosti.

Pro zvýšení manévrovatelnosti a jízdní stability rychlých osobních automobilů byla realizována myšlenka řízení zadních kol. V podstatě to lze provést buď opačným smyslem natáčení zadních kol, což vede k menšímu průměru otáčení oproti klasickému způsobu nebo souhlasným natáčením zadních kol. Toto malé natočení zadních kol natáčivý moment zmenšuje a zároveň dochází k pohybu vozidel bokem (tzv. krabí pohyb). Řízení zadních kol lze teoreticky uskutečnit pasivním řídicím systémem nebo aktivním řídicím systémem, který označuje potřebu řízení zadních kol jak kvůli směrové a příční stabilitě tak i pro potřeby řízení při pomalém zatáčení, resp. při parkování.

Vysokou pořizovací cenu aktivního systému lze snížit zjednodušením tak, že natáčení zadních kol je přímo odvozeno mechanickým způsobem – kloubovým hřídelem nebo elektronicky řízeným hydraulickým systémem. Cílem aktivních řídicích systémů je zvýšit aktivní bezpečnost při jízdě.

2.2.4 Alternativní pohony vozidel Z ekologických důvodů se hledají řešení, kde nevzniká takové množství škodlivých emisí, jako při provozu spalovacích motorů. Jedním z takových řešení jsou tzv. Hybridní automobily. V takovýchto automobilech je pohon zajišťován jak spalovacím motorem, tak i pomocným elektromotorem, který je napájený olověným akumulátorem. Tato koncepce může být ve spojení paralelně přes mechanický převod nebo v provedení sériovém, kdy motor pohání generátor vyrábějící elektrický proud pro elektromotor nebo odebíraný přímo z baterií.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

36

silniční doprava Kolektiva autorů Při nízké výkonové spotřebě v městském provozu se příkon pro pohon automobilu dodává přímo z elektromotoru a ne ze spalovacího motoru. Provozním režimem je k tomu např. stání na křižovatce či pomalá jízda v koloně, kdy je spalovací motor odpojen. Některé koncepce hybridních pohonů využívají zabudovaného setrvačníku pro akumulaci energie při brždění a jejím následném využití k pohonu. Obdobně např. i hybridních městských autobusů se využívá elektrický pohon prostřednictvím trolejového vedení ve spojení se spalovacím motorem, což je významný příspěvek k ochraně životnímu prostředí.

Shrnutí pojmů 2.2.

Pístový spalovací motor je tepelný motor s vnitřním nespojitým procesem spalování

Otázky 2.2.

1. Jaké požadavky musí splňovat převodové ústrojí silničních vozidel?

2. Co je to hybridní vozidlo?

2.3 Doprava v lomech a dolech

Čas ke studiu: 1 hodinu

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat rozdíly mezi nákladním automobilem a dumperem

Výklad

Pro silniční dopravu v lomech a dolech se užívají zejména těžké sklápěče s velkou užitnou hmotností, které se používají spíše pro dopravu těženého materiálu uvnitř dolu nebo na krátké vzdálenosti. Na odvoz zpracovaného materiálu k dalšímu použití se užívají lehčí sklápěče

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

37

silniční doprava Kolektiva autorů určené k použití na silnici, za které se často připojují také sklápěcí přívěsy. Také se používají tahače s návěsy, jejichž horní stavba je vyklápěcí.

Z nákladních vozidel užívaných v lomech a dolech jmenujme například finský užitkový automobil SISU SHR 450 E 10 x 4. Je to těžký jednostranný návěs s uspořádáním podvozku 10 x 4 (10 kol z toho 4 hnací) o užitkové hmotnosti 50 000 kg. Originální podvozek s tuhými nápravami vlastní konstrukce. Obě přední nepoháněné nápravy jsou řiditelné. Z trojice tuhých zadních náprav a dvojmontáží jsou poháněny jen dvě poslední v tandemovém uspořádání.

Dynamické zatížení náprav odpovídá hmotnosti až 20 tun a statické dokonce 50 tun. Pro zlepšení manévrovatelnosti a snížení namáhání rámu bočními silami jsou první a třetí zadní náprava natáčivé až o 11°. Systém řízení je patentově chráněn. Vozidlo má dvouokruhovou brzdovou soustavu s hydraulicky ovládanými kotoučovými brzdami na všech kolech.

Zajišťovací brzda působí na spojovací hřídel. Na předních kolech jsou pneumatiky rozměru 12.00 R 22,5 a na zadních 10.00 R 24. Ústrojí pohonu tvoří přeplňovaný vznětový čtyřdobý řadový šestiválec s užitečným výkonem 328 kW při 1900 ot∙min-1 a největší točivý moment 1946 N∙m při 1200 ot∙min-1.

Vysokotlaká vstřikovací souprava je řízená elektronicky. Funkci spojky plní hydrodynamická spojka momentu samočinné pětistupňové převodovky (Allison).

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

38

silniční doprava Kolektiva autorů

Obrázek 2.9 – Možnost parkování nákladních automobilů s přívěsem - šikmé

Kapotová dvoumístná sklopná budka je tepelně i hlukově izolována se seřiditelným sedadlem řidiče včetně nastavení polohy volantu. Ocelová svařovaná korba sklápěče má objem 34 m3, její hydraulická soustava pracuje s tlakem 18 MPa při otáčkách motoru 1900 otmin-1. Největší konstrukční rychlost 65 kmh-1, při zatížení 40 kmh-1.

K dalším výrobcům těžkých sklápěčů patří například firmy Caterpillar, Scania, ale i kopřivnická Tatra.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

39

silniční doprava Kolektiva autorů 2.3.1 Nákladní vozy Základní rozdělení: •

skříňové dodávkové

•

valníkové dodávkové

•

valníkové

•

sklápěčkové

•

skříňové

•

tahače

Dodávkové automobily jsou malé užitkové automobily s malou užitnou hmotností a jsou užívány především k převozu malého množství lehkých i těžkým materiálů, potravin a spotřebního zboží na malé vzdálenosti. Dodávkové vozy jsou také hojně využívány jako montážní vozy.

Valníkové automobily se užívají k přepravě materiálů, které jsou nakládány i vykládány ručně nebo pomocí vysokozdvižným vozíků a jeřábů. Přepravovaným materiálem mohou být například stavební materiály (cihly na paletách, cement v pytlích atp.)

Sklápěčkové automobily jsou užívány k dopravě sypkých materiálů (písek, štěrk), který se nakládá pomocí bagrů nebo je plněn ze zásobníku do korby, která je výklopná dozadu nebo bokem. Tímto vyklopením je realizována vykládka materiálu.

Skříňové automobily se užívají k dopravě spotřebního zboží, potravin apod. K přepravě potravin se užívají také speciální chladicí skříňové vozy.

Tahače se dají užít k přepravě návěsů, které se podle přepravovaného materiálu mohou lišit svou nástavbou. Výhodou tahačů je, že při změně přepravovaného sortimentu stačí vyměnit návěs a není třeba kupovat celý nový automobil.

2.3.2 Přeprava sypkým materiálů Pro přepravu hrubých sypkých materiálů jakými jsou například uhlí, kámen, písek, štěrk bývají zpravidla používány sklápěčkové automobily a návěsy. Pro přepravu jemných sypkých materiálů jakým je například cement je nutno užít automobily nebo návěsy vybavené uzavřenou nádobou, který má ve své nejnižší části výpusť.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

40

silniční doprava Kolektiva autorů K přepravě kapalných materiálů se užívají cisterny, které se podle druhu přepravovaného kapalného materiálu mohou lišit (například pro pitnou vodu se užívají jiné typy nádrží jako pro benzín) K přepravě plynných materiálů se užívají tlakové nádoby, které mohou být naloženy a zajištěny na valníkovém automobilu (tlakové láhve), nebo tlakové nádoby přímo umístěny na automobilu nebo návěsu.

Shrnutí pojmů 2.3.

Nákladní automobil může být skříňový dodávkový, valníkový dodávkový, valníkový, sklápěčkový, skříňový a tahačový.

Otázky 2.3.

1. Jaké je využití silničních vozidel v lomech?

2. Jsou v ČR využívána nákladní auta i v podpovrchových dolech?

Další zdroje Tůma, J.: Velký obrazový atlas dopravy, Artia Praha 1980 Šalamoun, Č.: Motorová vozidla II, III, IV, ČVUT Praha 1975,1978,1991 Svoboda, J.: Teorie dopravních prostředků. Vozidla silniční a terénní, ČVUT, Praha 1993 Pohl, R.: Úvod do dopravní a manipulační techniky I., ČVUT Praha 2001 Svět motorů, ISSN 0039-7016, Praha Auto Tip, ISSN 1210-1087, Praha www.mpn.com/eol/car/

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

41

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

3

DOPRAVNÍ KOMPLEXY VE SLÉVÁRNÁCH

Slévárny lze dělit dle mnoha hledisek např. dle druhu odlévaného materiálu, velikosti odlitků, roční produkce, sériovosti či technologie výroby odlitků. Pro naše potřeby bude uvedeno rozdělení dle dosahovaného stupně mechanizace: Slévárny s nízkou mechanizací – převládá ruční práce (pěchování forem či příprava formovací směsi). Mechanizačními prostředky bývají jen jeřáby a ruční vozíky.

Středně mechanizované slévárny – formovací stroje a mísiče. Jsou vybaveny zařízeními pro mezioperační manipulaci, vozíčkovými dopravníky, válečkovými tratěmi atd.

Automatizované slévárny – uplatněn systém CIM (Computer Integrated Manufacturing), pružné výrobní systémy či jejich jednotlivé moduly umožňují reagovat na požadavky trhu.

3.1 Dopravní komplexy tavíren

Čas ke studiu: 1 hodinu

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Znát základní materiálové toky slévárny.

Výklad

Hlavní materiálový tok vstupující do tavírny tvoří kovové housky a vlastní kovový vrat a externí odpad. Zatímco slévárna neFe obecně taví pouze vlastní vrat a slitinové housky, slévárny slitin Fe do vsázky kromě vlastního vratného materiálu používají i tříděný litinový a ocelový odpad.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

42

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Obrázek 3.1 – Přísun kovové vsázky do skladu tavírny – silniční vozy Řízené druhování a zavážení vyžaduje skladování vsázky různé kvality v oddělených zásobnících. Suroviny, obsahující tavidla (v kusové a práškové formě), redukční činidla a vyzdívky jsou obvykle skladovány pod zákryty s minimální manipulací.

Práškové materiály mohou být skladovány v zásobnících a dopravovány pneumaticky nebo ve velkoobjemových pytlích.

Ohnivzdorné materiály, pomocné látky a ostatní minoritní dodávky se skladují ve vnitřních prostorách.

Hrubé pevné odpady (použitý žáruvzdorný materiál, struska) se skladují na oddělených hromadách v boxech a manipulace s nimi je zajištěna vysokozdvižnými vozíky.

Odprašky z filtrů se shromažďují pro skladování před dopravou k likvidaci do velkoobjemových pytlů nebo kontejnerů.

Sklady tavíren jsou ovlivněny kapacitou denních zásobníků, která odpovídá zhruba dennímu výkonu slévárny. Uspořádání je závislé na technickém řešení operace druhování a zavážení.

Vstup materiálu do skladu tavírny je možno pomocí nákladních automobilů nebo železničních vozů, které vyklopí vsázku přímo z korby do denního zásobníku vytvořeného terénní úpravou (viz Obrázek 3.1 nebo Obrázek 3.2).

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

43

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Obrázek 3.2 – Přísun kovové vsázky do skladu tavírny – železniční vozy Ocelový odpad se může druhovat přímo z nákladové plošiny břemenovým elektromagnetem bez dalšího meziskladování.

Vápenec (CaO) se může vykládat drapákem nebo pásovým dopravníkem ze speciálních vagónů se spodní výpustí.

Koks je vhodné přivážet v kontejnerech, aby se minimalizovalo jeho znehodnocení drcením při přepravě a překládání. Samotné třídění koksu (viz Obrázek 3.4) probíhá v kombinaci vibračního dopravního žlabu s vibračním sítem, na kterém se vytřídí drobné prachové podíly (propadnou) od koksu zadaného rozměru (25-40mm).

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

44

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Obrázek 3.3 – Třídění koksu pomocí vibračního podavače

Shrnutí pojmů 3.1.

Formovací směs je složena z ostřiva, pojiva a přísad.

Ostřivo – křemitý písek.

Pojivo – bentonit, tekuté sklo.

Přísady – vylepšují vlastnosti výsledné směsi.

Otázky 3.1.

1. Jaké je schéma zavážení skladů tavíren pomocí silničních vozidel?

2. Jaké je schéma zavážení skladů tavíren pomocí železničních vozů?

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

45

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

3.2 Druhování a zavážení slévárenských pecí

Čas ke studiu: 1 hodinu

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat pojem druhování a zavážení.

Popsat jednotlivá schémat pro druhování a zavážení.

Výklad

Druhování je výběr a sestavení podílu kovových a nekovových složek vsázky k dosažení požadovaného chemického složení, a tím vlastností tavené slitiny. Používají se vibrační dopravníky, břemenové elektromagnety, druhovací jeřáb a bezobslužné systémy.

Zavážení je vlastní doprava nadruhovaných surovin či celé vsázky do tavící pece.

Obrázek 3.4 – Druhování pomocí vibračních dopravníků Druhování kuploven vibračními dopravníky VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

46

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů Vibračními dopravníky lze druhovat veškerou kovová vsázka (viz Obrázek 3.4).

Jemné navažování umožňuje konstrukce dopravníku, kde svislá složka kmitavého pohybu se k zadní stěně denního zásobníku zmenšuje a tím klesá rychlost posuvu materiálu. Směrem k výstupu se snižuje vrstva nahromaděného materiálu, takže ze zásobníku padají jednotlivé kusy.

3.2.1 Druhování kuploven břemenovým elektromagnetem Pomocí břemenového elektromagnetu (viz Obrázek 3.5) s nastavitelnou elektromagnetickou silou se navažuje kovová vsázka do zásobníku stabilních vah. Koks, vápenec a přísady se programově a zcela automaticky dopravují vibračními dopravníky do zásobníku druhých stabilních druhovacích vah. Nadávkovaná kovová vsázka se vyprázdní do okovu pojíždějícího pod váhami. Vozík s okovem odjíždí k místu pro automatické převzetí okovu zavážecí kočkou a po vyprázdnění do kuplovny se okov vrátí na vozík a přijede do pozice pod váhy kovové vsázky zpět.

Obrázek 3.5 – Druhování pomocí břemenových elektromagnetů

3.2.2 Druhování kuploven vestavěnou jeřábovou váhou Alternativou k druhování břemenovým elektromagnetem v případě stísněného prostoru nebo skládá-li se vsázka z více komponentů, je použití vestavěné váhy na druhovacím jeřábu. Jeřáb pojíždí podél libovolně dlouhé řady betonových zásobníků a operátor navazuje kovové složky elektromagnetem do zásobníku váhy, kterou současně s sebou veze.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

47

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Obrázek 3.6 – Druhování pomocí vestavěné jeřábové dráhy 3.2.3 Druhování kuploven bezobslužně Hlavní komponenty vsázky se dávkují automaticky vibračními dopravníky do zásobníku stabilních (nebo pojízdních) vah nebo na vážící pásový dávkovač. Drobný kovový vrat, brikety, koks a vápenec jsou podávány na vážící pásový podavač. Na konci pásu padají do násypky a připraveného okovu. Viz Obrázek 3.7.

Obrázek 3.7 – Druhování bez obsluhy

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

48

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů 3.2.4 Zavážení kuploven šikmým výtahem Pro obsluhu více kuploven se s výhodou k zavážení používá šikmého výtahu, kde se věž výtahu otáčí kolem svislého čepu, který je umístěn v ose druhovací váhu. Okovy jsou zpravidla pevně uchyceny k vozíku, který je veden ve válcovém profilu dráhy s omezeným výkonem obvykle do 4t∙h-1. Jedná se o podobné řešení jako u skipového výtahu (viz Obrázek 3.8).

Obrázek 3.8 – Zavážení pomocí skipového výtahu

3.2.5 Zavážení kuploven jeřábovou kočkou Okovy se vsázkou jsou manipulovány pomocí zavážecí kočky. Kolejové zavážecí kočky pojíždějí po dvou kolejích nebo po mostu zavážecího jeřábu. Mohou být s výložníkem nebo bez něho a překonávají velké vzdálenosti od druhování k peci. Podvěsné kočky se používají v omezeném prostoru, mohou obsluhovat více kuploven, proto se v takovém případě závěsná drážka (nosný profil) otáčí.

3.2.6 Druhování indukčních pecí Základem je dávkové druhování do různě provedených okovů, dopravovaných jeřáby, závěsnými dopravníky, válečkovými tratěmi nebo jejich kombinacemi.

3.2.7 Zavážení indukčních pecí Zavážení je možno provádět pomocí vibračních dopravníků, pásových dopravníků či pomocí zavážecího jeřábu. Viz Obrázek 3.9.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

49

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Obrázek 3.9 – Druhování a zavážení indukčních pecí –bez a s předehřevem

3.2.8 Druhování a zavážení elektrických obloukových pecí Druhuje se přímo z hlavních zásobníků, obvykle dvouřadé podélně uspořádané (odpadají denní zásobníky), pomocí stabilních plošinových druhovacích vah. Na obrázku je vidět odklopené víko pece a dopravu ocelového a legovaného odpadu ve vsázecích okovech do nístěje pece na začátku tavení. Přísady a feroslitiny se sázejí do pece sázecími dvířky buď ručně (do 150kg) nebo korýtkovým sázecím vozíkem (1500kg). Viz Obrázek 3.10.

Zavážecí koše: • pletivové • otevíratelné koše ovládané hákem zavážecího jeřábu nebo otvíratelná po vyhoření lan či olověných kolíku zajišťujících segmenty koše.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

50

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Obrázek 3.10 – Druhování a zavážení elektrických obloukových pecí

Shrnutí pojmů 3.2.

Druhování je výběr a sestavení podílu kovových a nekovových složek vsázky k dosažení požadovaného chemického složení, a tím vlastností tavené slitiny.

Zavážení je vlastní doprava nadruhovaných surovin či celé vsázky do tavící pece.

Otázky 3.2.

1. Popište druhování kuploven, elektrických obloukových pecí či indukčních pecí.

2. Popište zavážení kuploven, elektrických obloukových pecí či indukčních pecí.

3.3 Skladování a úprava křemenného písku pro formovací a jádrové směsi

Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Rozlišit rozdíl mezi technologickou přípravou tříděného suchého a surového netříděného písku.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

51

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Výklad

Nové ostřivo (křemenný písek) je dodáváno, buď v surovém netříděném stavu, nebo jako sušený tříděný křemenný písek.

Obrázek 3.11 – Úprava surového netříděného písku Surové písky musí projít fázemi sušení, chlazení a prosévání. Mokrý písek se přiváží zpravidla železničními vagóny se spodní výpustí do mokrého sila, kde probíhá odvodnění písku. Drapákem je přesunut na rošt k odloučení valounů a pařezů a dále se dopravuje pásovým dopravníkem na korečkový elevátor k následnému sušení. Po fázi sušení dochází k roztřídění na vibračních sítech a tříděný písek je uskladněn v suchém silu. Viz Obrázek 3.11.

Sušený tříděný křemenný písek se dopravuje cisterny kamionové dopravy a vyprazdňuje se pneumaticky do akumulačního sila. Viz Obrázek 3.12.

Obrázek 3.12 – Doprava suchého tříděného písku

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

52

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

CD-ROM

Obrázek 3.13 – Schéma materiálového toku ve slévárně

Shrnutí pojmů 3.3.

Ostřivo je obvykle dodáváno ve formě surové netříděné nebo ve stavu suchém tříděném.

Otázky 3.3.

1. Rozlište technologické vybavení slévárny pro surový a tříděný písek.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

53

dopravní komplexy ve slévárnách Kolektiva autorů

Další zdroje Polák, J., Pavliska, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení I., Ostrava 2001, ISBN 80–248–0043–8.

Polák, J., Bailotti, K., Pavliska, J. a Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení II., Ostrava, 2003, ISBN 80-248-0493-X. Polák, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení III., Ostrava 2005, ISBN 80– 248–0963–X. Pavliska, J., Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení IV., Ostrava, 2004, ISBN 80-248-0537-5.

Daněk, J., Pavliska, J. Technologie ložných a skladových operací I., Ostrava, 2002, ISBN 80-248-0063-2.

Pešat, Z.: Manipulace s materiálem v hutích, I. část, Ediční středisko VŠB v Ostravě, 1992, ISBN 80–7078–107–6

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

54

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů

4

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V TEPELNÝCH ELEKTRÁRNÁCH CD-ROM

Obrázek 4.1 – Materiálový tok uhlí v uhelné elektrárně Přehled základních druhů odpadů ze spalovacích procesů elektráren a tepláren: • • • •

• •

Popílek – produkt zachycený v elektrostatických nebo jiných odlučovačích kouřových plynů. Škvára a struska – produkt z roštového, resp. konvenčního kotle.

Popel – směs popílku, škváry a strusky.

Energosádrovec – produkt mokré vápencové vypírky kouřových plynů, která se používá zejména při odsíření velkých elektráren a tepláren. Název energosádrovec se používá pro odlišení od sádrovce přírodního.

Produkt polosuché metody odsíření kouřových plynů – tato metoda je charakteristická pro městské a závodní teplárny, tedy menší provozy.

Produkty spalování uhlí ve fluidních kotlích – tato moderní technologie se v energetice používá stále častěji.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

55

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů •

Produkty suché aditivní metody odsíření – metoda investičně méně náročná, avšak méně účinná (účinnost pouze 30 – 50 %), prakticky se téměř nevyužívá.

Obrázek 4.2 – Princip uhelného mlýna

4.1 Struska

Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat materiálový tok strusky.

Popsat využití strusky v průmyslu.

Výklad

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

56

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů Spalováním pevných paliv v tepelných elektrárnách a spalovnách odpadů vzniká zbytkový popel. Aby se zamezilo vytváření struskového uzávěru ve spalovacím prostoru, jsou topeniště zpravidla teplotně řízena, aby byl popel roztaven a mohl být odveden jako tavenina.

Struska je potom vedena do vodou chlazených komor ke granulaci a odsíření karbidem vápníku.

Obrázek 4.3 – Zauhlování elektrárny 4.1.1 Doprava a skladování strusky Vlhká struska z vodního uzávěru kotle prochází drtičem, odkud vypadává na odběrný redler (řetězový hrablový dopravník) nebo šnekový dopravník. Soustavou redlerů, na něž je přiváděn i popel ze zadních tahů a Ljungströmů (ohříváků spalovacího vzduchu) se struska dopravuje do zásobního sila strusky. Silo je vybaveno vyhrabovacím zařízením (hydraulický rám, šnek apod.). Je-li struska vlhká, je nutné, aby se zamezilo namrzání obsahu sila. Silo je proto vybaveno topným zařízením. Ze zásobního sila se struska dávkuje systémem podavačů a vážícího podavače do mixéru nebo může být zároveň plněna do nákladních automobilů nebo železničních vozů odběratelů. Tato varianta je nejrozšířenější, představuje relativně nízké investiční i provozní náklady.

Obrázek 4.4 – Čelisťový drtič VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

57

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů Roztavená struska vytékající z výtavného ohniště granuluje v granulační nádrži na jemné částice. Hrubší kusy jsou rozdrceny v drtiči – čelisťovém (viz Obrázek 4.4), válcovém (viz Obrázek 4.5) či Seltnerově drtiči (Obrázek 4.6). Ejektor nasává zgranulovanou a rozdrcenou strusku do dopravního systému, kterým je struska odplavována na mokré úložiště.

Vysokotlaký hydraulický systém:

tlak vody

20 MPa

vzdálenost úložiště

několik km

účinnost ejektoru

15 – 25 %

Obrázek 4.5 – Válcový drtič 4.1.2 Využití strusky v průmyslu Podle zákona 185/2001 Sb., dodává upravenou strusku podle zájmu a potřeb odběratelů jako sypaninu (certifikovaný výrobek pro variantní využití) využitelnou při výstavbě násypů, zásypů a obsypů, jako zdrsňující materiál na vozovky a chodníky v zimním období a pro výrobu cihlářských pálených výrobků. Viz Obrázek 4.7.

•

zemní konstrukce: zemní objekt nebo jeho součást budovaná sypáním a hutněním podle zásad ČSN 72 1006, 73 3050 a 73 6133

•

sypanina: materiál (stavivo) určené ke zřizování zemní konstrukce

•

násyp: sypaná konstrukce zřizovaná na povrchu území nadvýšením

•

zásyp: sypaná konstrukce vyplňující prostory pod úrovní terénu

•

obsyp: násyp nebo zásyp určený na ochranu stavebních konstrukcí (beton, kovy, plasty apod., včetně prefabrikovaných prvků)

• •

zdrsňující posypové materiály: látky, které mechanickým způsobem zvyšují součinitel tření zledovatělé nebo ujeté sněhové vrstvy na vozovce. betony

•

cihlářské výrobky

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

58

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů Podmínkou použití strusky je zajištění ochrany životního prostředí jak v průběhu stavebních prací, tak v době trvalého užívání podle platných právních předpisů. Výrobce strusky garantuje dodržení limitů vyluhovatelnosti podle TP 93 a hmotnostní aktivity 226Ra nepřekračující hodnotu danou vyhláškou č. 307/2002 Sb., o radiační ochraně.

Obrázek 4.6 – Seltnerův drtič

4.1.3 Využití ve stavebnictví Popílek a strusku lze využít v největší míře při výrobě cementu: přidáváním do suroviny kdy se struska a popel stává plnohodnotným zdrojem SiO2, Al2O3, Fe2O3 a CaO tedy všech základních oxidů tvořících cement.

Struskový cement Továrně lze struskový cement vyrobit dvěma způsoby. Buď se jednotlivé složky (struska a portlandský slínek) melou odděleně a poté jsou smíchány nebo mohou být mlety a míseny společně v rámci jedné operace. V evropské normě na cement EN 197-1 je uvedeno devět cementových směsí obsahujících strusku s jejím obsahem mezi 6 % a 95 % celkové hmotnosti směsi. Struskové cementy jsou dostupné po celé Evropě a ve většině zemí světa.

Beton Kromě hlavní složky struskového cementu představuje mletá struska v některých oblastech Evropy materiál, který může výrobce betonu použít namísto cementu. Použitím struskového cementu nebo mleté strusky pro výrobu betonu se dosahují některé pozitivní vlastnosti betonu. Struskové cementy mají nižší teplotu při hydrataci. Beton vyrobený ze struskového cementu nebo mleté strusky vykazuje vysokou trvanlivost, která je výsledkem nízké kapilární mezerovitosti. Je odolný proti penetraci chloridů a agresivnímu působení síranů. Dobré vlastnosti se projevují také při alkalicko-křemičité reakci a beton vykazuje VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

59

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů nízkou náchylnost ke vzniku trhlin vlivem změny teplot, vysokou elektrolytickou odolnost a konzistentní světlou barvu. Tato betonová směs má dále velmi dobrou zpracovatelnost. Tyto betonové směsi jsou především vhodné pro účely, kdy se požaduje vysoká trvanlivost betonu.

Místně může použití mleté strusky způsobit modrozelené zabarvení povrchu ztuhlého betonu při odstranění bednění. Typická barva betonu se brzy navrátí se zpřístupněním vzduchu.

Zdicí malta Struska poskytuje lepší zpracovatelnosti malt a může prodloužit i dobu zpracovatelnosti směsi.

Cementové mléko Struska se v cementovém mléku používá pro regulaci vysoké teploty během hydratace a v oblastech agresivního prostředí.

Kamenivo Nemletá struska je vhodná pro použití jako kamenivo do betonu.

Cihlářské výrobky Jsou pórovité keramické výrobky charakteristicky zbarvené následkem přítomnosti oxidů železa v surovinách; používají se ke stavebním účelům, např. cihly i tvarovky větších rozměrů, často děrované nebo duté, hurdisky aj. velkorozměrné prvky, krytinové tašky, drenážní trubky. Hlavní surovinou jsou cihlářské jíly a hlíny, jako přísady slouží písek, strusky, popílky aj., ke zvýšení pórovitosti a tepelné izolačnosti se přidávají spalitelné látky (dřevěné piliny, práškové uhlí). Cihlářské výrobky se tvarují lisováním nebo tažením v extruderech a vypalují se při teplotě 900 - 1 000 °C v tunelových pecích.

Největší podíl odpadů, které vznikají při výrobě energie z fosilních druhů paliv, tvoří tuhé odpady, které přímo souvisejí s procesem spalování fosilních paliv nebo s procesem čistění kouřových plynů. Je jich celá řada a lze je využít jako druhotné suroviny. Proto se také odpady, které vznikají při spalování uhlí v tepelných elektrárnách a v průběhu odsíření kouřových plynů, označují jako vedlejší energetické produkty (VEP).

Obrázek 4.7 – Princip odstruskování

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

60

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů

Shrnutí pojmů 4.1.

Struska je nespalitelná část uhlí větší než 1 mm.

Otázky 4.1.

1. Co je struska?

2. Jak vzniká struska?

3. Jaké je využití strusky?

CD-ROM

Obrázek 4.8 – Materiálový tok strusky a popílku v uhelné elektrárně

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

61

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů

4.2 Popílek

Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat materiálový tok popílku.

Výklad

Popílek je nejmenší frakce zbytku ze spalování uhlí o zrnitosti 0 – 1 mm, který je zachytáván v odlučovačích. Je to heterogenní materiál, jehož chemické, fyzikální, mineralogické, morfologické a technologické vlastnosti jsou tedy značně rozdílné a jsou závislé: •

Kvalitě spalovaného uhlí – dle obsahu hořlaviny, popeloviny a vody. Výhřevnost uhlí závisí na intenzitě a délce trvání karbonizace a tím na množství obsaženého uhlíku. Nejstarší uhlí je antracit (90 - 95% C), mladší je černé uhlí (80 – 90% C), nejmladší jsou hnědé uhlí (70% C), lignit (60% C) a rašelina (50% C).

•

Technologii spalovacího procesu – dle typu spalovacího zařízení, kam patří výtavný, granulační nebo fluidní kotel, lišících se zejména teplotou spalování.

Orientační složení popílku je zpravidla následující: • • • • • •

45 až 55 % SiO2 15 až 30 % Al2O3 5 až 20 % Fe2O3 1 až 5 % CaO (u většiny českého uhlí, u zahraničního může obsah CaO dosahovat až 20 %) 1 až 3 % MgO, asi 1,5 % TiO2, 0,5 % Na2O ,1 % K2O, 0,5 – 2 % SO3 As, Be, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn a další – v řádu desítek až stovek ppm, přičemž platí, že na menších částečkách popílku se zachycuje větší množství těchto kovů.

Podle způsobu spalování může popel obsahovat 1 až 10 % nedopalu, tj. nespáleného uhlíku z uhlí. Hustota je od 1 900 do 2 300 kg∙m-3, sypná hmotnost asi 750 kg∙m-3, sypná hmotnost setřeseného materiálu je kolem 1 000 kg∙m-3. Velikost částic popílku je od řádu 10–7 m do 10–3 m, velikost částic škváry je pak do několika desítek mm.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

62

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů 4.2.1 Materiálový tok popílku Hořící uhelný prach předá svou energií vodě ve výparníku a páře v přehřívacích.

Zbytky vyhořelého paliva padají dolů jako struska nebo jsou unášeny spalinami jako popílek.

Zachyceni tuhých prachových částic je velmi důležité, neboť se na ně váží těžké kovy, radioaktivní prvky a další škodlivé látky. Obsah popílku ve spalinách z kotle je za normálních podmínek v průměru 30 g v jednom metru krychlovém plynu. Požadavky, stejně jako v jiných vyspělých zemích světa, na zachycení tuhých látek stanovuje v České republice příslušný zákon. Uhlí, které se spaluje v elektrárnách, po sobě zanechává nespalitelný podíl v hodnotě 25 – 30 % původního objemu paliva.

Popílek je unášen z kotle se spalinami, prochází přes ohřívák vzduchu, za kterým je výsypka pracující na gravitačním principu. Gravitační princip odlučování vychází z působení gravitační síly na pohyb částice. Základní složkou rychlosti částice při odlučování je tedy pádová rychlost částice. Nejjednodušším typem gravitačních odlučovačů jsou usazovací komory.

Lehčí částice popílku, které se nezachytí v gravitačním odlučovači, vstupují do elektrostatického odlučovače (viz Obrázek 4.9). Elektrostatický odlučovač je v podstatě soustavou drátěných nabíjecích elektrod a deskových sběrných elektrod. Kouřové spaliny proudí rychlosti 1 až 2 m∙s-1 okolo záporných nabíjecích (sršících) elektrod, do nichž se přivádí stejnosměrný proud o napětí 40 – 70 kV. Částice prachu se nabíjí a pak jsou přitahovány kladnými sběrnými deskovými elektrodami. Popílek se mechanicky oklepává ze sběrných elektrod a padá do výsypek. Odlučovače se stavějí v několika sekcích za sebou a dosahují účinnosti i více než 99 %. Přestože napětí na elektrodách je velmi vysoké, proud se pohybuje v řadu setin ampéru, takže vlastní spotřeba elektřiny je zanedbatelná.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

63

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů Obrázek 4.9 – Elektrostatický odlučovač Popílek, který se shromažďuje ve výsypkách elektroodlučovačů, se přes turniketové podavače dávkuje do fluidních žlabů, které dopravují popílek z několika výsypek do systému pneumatické dopravy. Pneumatická doprava může být kontinuální nebo častěji diskontinuální s použitím tzv. komorových podavačů. Tak se popílek dopraví do mezizásobníku popílku, ze kterého již lze odebírat popílek k využití. Uspořádáním fluidních žlabů, pneumatické dopravy a mezizásobníků lze shromaždovat popílek různé velikosti zrn podle potřeb následného způsobu využití. Z mezizásobníku se popílek dávkuje do komorového podavače, odkud se dopravuje do zásobního sila na popílek. Silo je vybaveno pneumatickým odebíracím zařízením, čeřením a výstupním filtrem dopravního a čeřicího vzduchu. Zásobník popílku může obecně být ocelový nebo betonový. Při skladování popílku ve velkokapacitních silech záleží velmi na systému vyprazdňování, neboť popílek, ve spodních partiích vystavený vysokým tlakům, má sklon k silnému zhutnění a snížení tekutosti. Nežádoucí hutnění popílku v sile je eliminováno instalací pasivního kužele nade dnem sila, vyprazdňování je zajišťováno systémem pneumatických žlabů na dně sila. Ze sila se popílek systémem podavačů a vážícího podavače dávkuje do mixéru, kde se připravuje stabilizát, deponát nebo aglomerát. Do mixéru se přivádí voda. Může být přiváděna bud čerstvá technologická voda, nebo některý druh odpadní vody, zvláště odpadní voda z odsíření, která zlepšuje některé vlastnosti stabilizátů.

Dále může být do míchacího zařízení přiváděna struska a energosádrovec z odsíření nebo produkt polosuché metody odsíření. Míchací zařízení sloužící k přípravě stabilizátu, deponátu nebo aglomerátu obecně zajišťuje rovnoměrné provlhčení míchaných složek a homogenizaci vlhké směsi. Doprava stabilizátu, aglomerátu nebo deponátu je zajišťována ve většině případů pryžovými pásovými dopravníky. Pásová doprava může být nahrazena tzv. čerpáním husté suspenze nebo dopravou nákladními automobily.

4.2.2 Využití popílku Využívání odpadů z energetiky a náhrada primárních surovin prostřednictvím vedlejších energetických produktů je trendem, který i v ČR od 90. let 20. století významně ovlivňuje bilanci a produkci odpadů z energetiky.

•

při přípravě betonů a malt – popílek může působit jako aktivní i neaktivní složka (přispívá či nepřispívá k procesu tvrdnutí), struska a škvára funguje jako plnivo.

Přechodem na suchý způsob odběru popele v elektrárnách se možnosti jeho využití ve stavebnictví stále více rozšiřují.

•

při výrobě cementu - přímým přidáváním do suroviny nebo do hotového cementu.

Tak se využijí jeho tzv. pucolánové vlastnosti, které se právě cementem aktivují.

Pucolánovými vlastnostmi se rozumí schopnost materiálu reagovat s hydroxidem vápenatým s následným ztvrdnutím. Název je odvozen od sopečného produktu stejných vlastností.

•

při výrobě cihel - kdy surovinou k výrobě cihel je až z 90 % popel a proces probíhá za studena, je tedy energeticky úsporný. Tyto cihly mají podstatně lepší užitné vlastnosti ve srovnání s běžnými cihlami a díky svým vlastnostem a širokému spektru barev se využívají na vnější zdivo bez omítky.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

64

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů •

při výrobě umělého kameniva - existují v zásadě dvě technologie výroby kameniva, a to za studena (např. Aardelite) a za horka (např. Lytag). Výroba umělého kameniva za studena využívá reakce hydroxidu vápenatého ve formě vápenné kaše s SiO2, Al2O3 a Fe2O3, oxidy obsaženými v popílku. Reakce je podobná tvrdnutí betonu a vzniká tvrdý a stabilní materiál. Výsledný materiál má vlastnosti srovnatelné s přírodním kamenivem s výjimkou nízké měrné hmotnosti (750–1400 kg/m3), která jej předurčuje pro použití při náročnějších stavbách jako mostní konstrukce apod., kde je zároveň potřeba snížit celkovou hmotnost stavby nebo její části. Chemicky se materiál chová jako inertní hmota. Pevnost granulí v tlaku je vyšší než 5 MPa.

•

při výrobě náplní filtrů čistíren odpadních vod - asi 5 % z popílku, zachyceného v elektrostatických odlučovačích, má vlastnosti využitelné pro čištění odpadních vod. Čištěním pomocí popílku se dají vysoce účinně odstranit zejména tenzidy, patogenní bakterie, nepolární látky, těžké kovy a PCB.

•

při zneškodňování nebezpečných odpadů tzv. solidifikace - převedení odpadu do fyzikálně i chemicky stabilní formy. Směs popílku, cementu a vody (popř. dalších přísad) po přidání např. ke kalu z ČOV vytvoří pevnou hmotu s velmi nízkou vyluhovatelností škodlivin, která může být bez rizika ukládána.

•

při stavbě protipovodňových hrází - při výrobě tzv. stabilizátu a aglomerátu.

Směsi popílku a energosádrovce smíchané s vodou jsou vhodné pro sanaci důlních výsypek a k revitalizaci krajiny.

Shrnutí pojmů 4.2.

Popílek je nejmenší frakce zbytku ze spalování uhlí o zrnitosti 0 – 1 mm, který je zachytáván v odlučovačích.

Otázky 4.2.

1. Jak vzniká popílek?

2. Jakým způsobem se popílek zachycuje?

3. Jaké je využití popílku v praxi?

Další zdroje www.fce.vutbr.cz/veda/dk2004texty/pdf/04_Fyzikalni%20a%20stavebne%20materialove%20 inzenyrstvi/4_01_Fyzikalni%20a%20chemicke%20vlastnosti%20stavebnich%20hmot/Medve cova_Jaroslava2.pdf www.cez.cz

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

65

dopravní komplexy v tepelných elektrárnách Kolektiva autorů Polák, J., Pavliska, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení I., Ostrava 2001, ISBN 80– 248–0043–8.

Polák, J., Bailotti, K., Pavliska, J. a Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení II., Ostrava, 2003, ISBN 80-248-0493-X. Polák, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení III., Ostrava 2005, ISBN 80–248–0963– X. Pavliska, J., Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení IV., Ostrava, 2004, ISBN 80248-0537-5.

Daněk, J., Pavliska, J. Technologie ložných a skladových operací I., Ostrava, 2002, ISBN 80248-0063-2.

Pešat, Z.: Manipulace s materiálem v hutích, I. část, Ediční středisko VŠB v Ostravě, 1992, ISBN 80–7078–107–6

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

66

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů

5

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V ZEMĚDĚLSTVÍ A POTRAVINÁŘSTVÍ

5.1 Skladovaní rostlinných surovin (obiloviny, olejniny, luštěniny)

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Varianty skladování zemědělských komodit

Výklad Skladovací komplexy pro potřebu skladování obilovin, olejnin a luštěnin jsou si velmi podobné v použité technologii skladovaní. Skladováním se rozumí ukládání rostlinných surovin do určených a předem připravených prostorů, které zabezpečují udržení kvality těchto surovin. Skladování může být buď krátkodobé, nebo dlouhodobé. Nejčastější časovou hranicí dělicí tyto dva stavy je doba 6 měsíců, avšak záleží na technických podmínkách, ve kterých se suroviny skladují. Dle použité technologie se dělí skladovaní: • skladovaní v suchém stavu (vlhkost nesmí překročit 14% u obilovin a luštěnin a 8% u olejnin) • skladovaní s aktivním větráním (vlhkost nesmí překročit 17% u skladovaných produktů) • skladovaní ve zchlazeném stavu • skladovaní za použití chemických prostředků (použití jen u krmných směsí)

Obrázek 5.1 – Typy Big Bagů

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

67

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů Suroviny se nejčastěji skladují jako volně ložené nebo jsou skladovány v obalech.

Obaly musí být funkční, splňovat veškeré hygienické podmínky a musí být zdravotně nezávadné. Skladovací komplexy jsou tvořeny skladovací části a technologickou části úpravy rostlinných surovin.

5.1.1 Skladovací prostory Skladovací prostory můžeme rozdělit na čtyři základní provedení: • • • •

podlahové sklady hangárové sklady sila kombinované sklady

Obecně všechny skladovací prostory musí splňovat následující kritéria. Sklad musí být čistý, suchý, snadno větraný, chráněný proti ptactvu a hlodavcům a jiným škůdcům.

Konstrukce musí chránit před nepříznivými atmosférickými vlivy a umožňovat pravidelné čištění všech skladovacích a neskladovacích částí.

Obrázek 5.2 – Plnění Big Bagů

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

68

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů Podlahové sklady jsou uzavřené haly, splňující všechny výše popsané podmínky.

V období kdy nejsou využity pro skladování, můžou sloužit jiným účelům. Výhodou těchto skladů je že skladování a sušení probíhá ve stejném prostoru, tedy jsou tímto sníženy nároky na dopravu a manipulaci. Pro potřeby skladování se hala rozděluje na jednotlivé buňky pomoci systému ocelových stěn. Ty jsou nejčastěji tvořeny pozinkovanými ocelovými profilovanými plechy, dolními a horními kolejnicemi a výztuhami. Pro naskladňovaní větších podlahových skladů se používá mechanická doprava. Především se jedná o sérii korečkových elevátorů, pásových, redlerových a šnekových dopravníků. Pro vyskladnění buněk je pak použito mobilního nasávacího pneumatického dopravníku. Ve středně velkých a malých skladech je použitá především pneumatická doprava. Ta je použita jak pro naskladnění, vyskladnění tak i veškerou další manipulaci uvnitř skladu. Pneumatická doprava je propojena s předčističkou, to znamená, že při každé manipulaci dochází k čištění skladovaných produktů. Podlahové sklady, které jsou určeny pro skladování osiva, musí být vybaveny provzdušňovacími kanály umístěnými v podlaze. Ty krom dosušení umožňují také snadné naskladnění i vyskladnění pomoci čelního nakladače. Navrhovaný dopravní systém by měl vždy disponovat o 20% větším dopravním výkonem než je předpokládaný příjem. Zároveň by měl být co nejjednodušší a nejspolehlivější.

Obrázek 5.3 – Vyprazdňování Big Bagů Hangárové skládky jsou velmi podobné konstrukce jako podlahové skládky.

Skladování zde probíhá na podlaze. Od podlahových skladů se liší především konstrukcí, která často bývá tvořena prefabrikovanými díly. Konstrukce je často samonosná, je možno ji rychle smontovat a demontovat. Skladování probíhá nejčastěji na celé ploše a k naskladňování

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

69

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů je využito čelních nakladačů. I zde, především u velkých skládek, může být využito systému ocelových stěn. Hangárové skládky bývají vybaveny aktivním větráním, které umožňuje dosušení a zabraňuje degradaci uskladněných surovin.

Sila jsou konstrukčně určeny především pro venkovní použití, ale s různými úpravami se dají aplikovat i v budovách. Můžou se instalovat jednotlivě, popřípadě se můžou sdružovat do větších celků (baterii). Plášť zásobníků je tvořen ocelovým segmentem nebo skruženým ocelovým pásem. Průřez zásobníku může být kruhový, čtvercový v menší míře pak obdélníkový. Využívá se tří základních konstrukcí výsypek: jehlanovitá, kuželová a zásobník s plochým dnem. Úhel sklonu výsypky je pak dán druhem skladované suroviny. Sila s plochým dnem jsou postaveny na ploché základové desce z betonu, ve které jsou integrovány dopravní cesty. Sila s výsypkou jsou umístěny na betonových a ocelových konstrukcích. Pro naskladňování zásobníku se využívá korečkových elevátorů, na které navazují redlerové nebo šnekové dopravníky nad sily. Ty distribuují suroviny do jednotlivých sil. Vyskladňování pak probíhá pomoci redlerových nebo šnekových dopravníku umístěnými pod sily. Další možnou variantou, především u středních a malých sil, je využití pneumatické dopravy jak pro naskladnění tak vyskladnění (viz Obrázek 5.4). U zásobníku s plochým dnem probíhá vyskladňovaní pomoci oběžných šnekových dopravníku umístěných v zásobníku.

Obrázek 5.4 – Pneumatický dopravní systém zemědělských komodit Suroviny se dopravují ke skladování jako volně ložené v nákladních automobilech nebo železničních vagónech. Viz Obrázek 5.5. Jejich vyprázdnění pak zaleží na konstrukci daného dopravního prostředku. První možností je vyskladnění do podúrovňových přijímacích zásobníků. Do těchto zásobníků nesmí pronikat voda a musí být schopny pojmout najednou celý objem vlečky nebo vagonu. Krycí rošt musí umožnit snadné propadávání suroviny, ale musí být dostatečně pevný, aby vydržel zatížení při najetí vozidla. Tato varianta platí zejména pro samovýsypné vozy, popřípadě je k vyskladňování vozu použito šnekového vynašeče nebo mechanických lopat, které nahrnují materiál z vozu do přijímacího zásobníku. Druhou používanou variantou je vyprazdňování vozu pomoci pneumatické dopravy a sací hlavy.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

70

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů 5.1.2 Technologická část K technologické části patří předčističky, čističky, sušičky, váhy, chladicí zdroje, ventilátory, provzdušňovaní. Čističky a předčističky slouží k čištění, ale i třídění skladovaného materiálu.

Odstraňují nečistoty, které snižují efektivnost sušení a způsobují rozvoj plísní. Dále umožňuji snižovat podíl prachových částic. Čištěna směs prostupuje postupně přes vnitřní sítový rotační buben, kde se odstraní velké nečistoty. Dále směs pokračuje do vnějšího bubnu, kde jsou odstraněny menší nečistoty a semena plevele. Nečistoty jsou pak z obou sít odváděny žlabem.

Obilí odchází do vzduchové komory, kde dojde proudícím vzduchem k stržení prachových částic a drobných nečistot a vyčištěná surovina odchází potrubím.

Obrázek 5.5 – Soustava sil při skladování zemědělských komodit

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

71

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů Sušičky slouží k snížení vlhkosti ve skladované surovině. Základní dělení může být na stacionární a mobilní sušičky. Stacionární sušičky používáme pro velké výkony. Jsou umístěny co nejblíže skladovacích prostorů. Pro ohřev vzduchu se používá nejčastěji lehkých topných olejů, zemního plynu, metanu, propan-butanu popřípadě je se vzduch ohříván ve spalovně slámy. Jsou buď v provedení kontinuální, nebo dávkové. Sušičky jsou již dnes běžně zcela automatizované. Pro malé výkony se používá mobilních sušiček. Tyto sušičky jsou vybaveny vlastním zásobníkem, v němž probíhá sušení, pro ohřev vzduchu je zde nejčastěji využíváno zemního plynu, propan-butanu, lehkých topných olejů nebo nafty.

Chladicí zařízení se používá především u obilnin. Jedná se ale o energeticky náročnou metodu a její použití je nutno zvážit. Postupným provzdušňováním suchým a zchlazeným vzduchem dojde ke stabilizaci materiálu, podobně jako je tomu u sušení na sušičkách. Oproti sušičkám je zde zaručeno snížení rizika tvorby plísní a napadnutí škůdci. Teplota se pohybuje v rozmezí 10°C až 13°C a záleží na dané surovině.

CD-ROM

Obrázek 5.6 – Technologický postup při zpracování cukrové řepy

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

72

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů

Shrnutí pojmů 5.1.

Skladování zemědělských komodit je možné v silech, v systému Big Bag, volně ložené či v pytlích.

Otázky 5.1.

1. Jaké jsou podmínky pro skladování zemědělských komodit?

2. Co je to Big Bag? 3. Jakým způsobem se Big Bag plní a vyprazdňuje?

5.2 Mouka

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat technologický postup výroby mouky.

Výklad

Mouka je rozmělněná vnitřní část obilného zrna s menším podílem otrubových částic.

Rozdělujeme ji dle zrnitosti od hladké po hrubou a na bílou a celozrnnou, které se liší dle použití surovin. U bílé mouky je využito pouze vnitřní živné pletivo – endosperm, u celozrnné mouky je využita celá část zrna včetně otrubových částí, endospermu a klíčku. Ze stejné hmotnosti se vyrobí přibližně o 25% více celozrnné mouky oproti bílé. Mouka se vyrábí převážně z pšenice a žita.

5.2.1 Výroba mouky a) Doprava a příjem obilí (pšenice) Zrno je dováženo v nákladních automobilech nebo železničních vozech. Pšenice je dostatečně odolná a lze ji uchovat v dobrém stavu i několik let pokud je uskladněna při správné teplotě a za nízké vlhkosti. Při špatném skladování můžou zrna navlhnout a jádra se

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

73

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů zkazí, nebo vyschnou. Při nesprávném skladování můžou semínka explodovat. Pšeničný prach se při přepravě dostává ze semínek a uvolňuje se do prostoru, pak stačí jiskra, popř. statická elektřina a může dojít k výbuchu. Proto jsou z bezpečnostních důvodů instalovány odsavače, ventilace a je zákaz jakéhokoliv otevřeného plamene v místech styku s prachem.

Při přijetí zrna je potřeba udělat vzorek a poslat do laboratoře na zkoušku některých vlastností obiloviny (N-látky, vlhkost, sedimentace, lepek atp.). Dle výsledných zkoušek je obilovina vysypána do příjmových košů a pomoci dopravníků (např. šnekových, pásových a korečkových) dopravena do zásobníků dle kvality. b) Čištění zrna Z obilného sila je obilí dopravováno pomocí šnekových a vibračních dopravníků na sítové třídiče, kde jsou odseparovány nečistoty menší, větší a také těžší než je zrno např. kamínky. Je zde i umístěn permanentní magnet na zbavení všech feromagnetických nečistot.

Následně putuje obilí korečkovým elevátorem na triérovou stanici, kde se zbavuje příměsí, které jsou kratší, než je zrno. Jsou to např. příměsi plevelů nebo zlomky zrna, které jsou obvykle kontaminovaná mikroorganismy. Pokud by došlo k semletí těchto zrn, tak by došlo k znehodnocení mouky.

Dalším strojem na cestě obilí je tzv. odírací stroj s aspirační skříní, který odstraňuje nečistoty, které ulpí na povrchu zrna. Čistí rýhy zrna a zároveň odstraňuje nejvrchnější obalovou vrstvu zrna. Většina odpadů kromě kamínků a feromagnetických nečistot je svedena do zásobníku na odpad, který je posléze použit do krmných výrobků. Nyní je zrno dostatečně očištěné a může začít proces úpravy zrna. c) Úprava zrna Za pomoci nakrápěcího šneku dostaneme potřebnou vlhkost zrna. Následně pomocí korečkového elevátoru přesuneme zrno do odlehčovacího zásobníku, kde zrno odlehčuje přibližně 6-8 hodin. Tyto postupy jsou přímo závislé na kvalitě a druhu zrna. Po odlehčení se zrno přesunuje za pomocí šnekových a korečkových dopravníků do sekundárního odíracího stroje, kde se odstraní všechny nečistoty z povrchu zrna, které se uvolnily po vlhčení zrna.

Následuje další nakrápěcí šnek, kde dojde k povrchovému navlhčení zrna důležité k následnému mletí. Povrch zrna se stává pružným, zatímco jádro je křehké. Nyní je zrno uskladněno do šrotovacího zásobníku, kde se nechá odležet. d) Mletí zrna V dřívějších dobách se mletí provádělo dvěma těžkými kameny a mlýnským kolem. V dnešní době se mletí provádí za pomocí automatizovaných válcových drtičů. Mlecími prvky jsou dva páry válců, které se otáčejí proti sobě různou obvodovou rychlostí. Rozdíl rychlostí je obvykle 2,5 násobná. Pro primární drcení jsou používány válce hladké, pro sekundární válce drážkované, kde dochází spíše ke „stříhání“ zrn, než k drcení jako takovému. Tato operace je nutná provádět 5x za sebou, než dostaneme potřebnou zrnitost mouky. Výsledné mouky mají různé vlastnosti a jsou zvlášť skladovány v zásobnících.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

74

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů

CD-ROM

Obrázek 5.7 – Postup uskladňování zemědělských komodit

e) Míchání a expedice mouky Soustavami šnekových a korečkových dopravníků se přepravuje namletá mouka do připravených zásobníků, pod kterými jsou umístěny míchací stroje, které umožňují promíchání různých druhů mouky a tím i upravit výslednou jakost výrobku. Při plnění míchačky jsou provedeny rozbory mouky. Z bezpečnostních důvodů je v míchárně umístěny kontrolní magnety, které odstraňují případné feromagnetické nečistoty vzniklé při výrobě. Z míchacích strojů je mouka dopravována do pytlovacích strojů (1kg, 5kg či vyšší) nebo případně na volně loženou expedici nebo přímo do specializovaných cisteren na mouku.

Napytlovaná mouka je skladována v suchém prostředí ve vymezených prostorách obvykle na paletách, připravena na expedici k odběrateli.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

75

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů 5.2.2 Skladování mouky v pekárnách Pro skladování mouky v pekárně se používá vnější a vnitřní sila. Pro vyprazdňování se využívá pneumatická doprava potrubím.

Hlavní součásti sila: • panely z hliníku nebo nerez oceli • filtrační strop sila s příčníky • fluidní šikmé dno sila s difuzérem z lakované oceli • nosná ocelová konstrukce z C profilů • fluidní filtr z látky typu TG • propojovací příruba • provzdušňovací elektroventily pro vstřikování vzduchu • výztuhy z lakované oceli • spojovací materiál ze zinkované oceli • plnící potrubí z nerez oceli • potrubí By pass z nerez oceli • kontrolní okénko Možné příslušenství sila: • sondy maximální a minimální hladiny • tlakový spínač pro plnění sil • bezpečnostní ventil pro plnění sila • ventil přetlaku / podtlaku • filtry • vážení sil Požadované technické údaje: • fluidní dno pro postupné vyprazdňování mouky • provzdušňování mouky • filtrování vzduchu s filtry • vhodné pro umístění uvnitř budov • vnitřní povrch perfektně zrcadlově hladký

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

76

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů

Shrnutí pojmů 5.2.

Mouka je rozmělněná vnitřní část obilného zrna s menším podílem otrubových částic.

Otázky 5.2.

1. Co je mouka?

2. Z jakých zemědělských komodit se nejčastěji mouka mele?

3. Jaký je postup při vzniku mouky ze zemědělských komodit?

5.3 Výroba těsta

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat jednotlivá zařízení při výrobě těsta Popsat způsoby vzniku chleba od těsta až po balení

Výklad

Pro mísení surovin a výrobu těsta se používají mísicí a hnětací stroje.

5.3.1 Hnětací systém Je nutno použít zařízení nejvyšší kvality, které kombinuje stejnorodé mísení s účinným hnětením a které je speciálně vyvinuto pro používání žitného těsta a celozrnných směsí. Další nespornou výhodou špičkových systémů je míchání suroviny přímo do hotového těsta.

Princip FIFO (First In First Out) zajišťuje, že kvalita produkce zůstává absolutně konstantní. Směs surovin je udržována stejnorodá během celého procesu výroby.

Hlavní výhody v bodech: • Zařízení je vyrobeno z kvalitní nerezové oceli - navrženo pro snadnou údržbu čistoty • Kompaktní moderní návrh, vyžadující méně prostoru

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

77

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů • Plně automatizovaný průběžný systém, snižující náklady na lidskou práci • Bezprašný, tichý provoz • Zahájení výroby okamžitě po spuštění zařízení • Velký rozsah výkonnosti - těsto od 250 kgh-1 do 10000 kgh-1.

• Účinné mísení a hnětení - minimalizující energetickou spotřebu • Dvojitý plášť s chlazením - snižuje teplotu těsta • Teplota je ovlivňována (řízena) teplotou dodávané vody • Plnění kompatibilní, asymetrické mísení a hnětení. Předdefinovaný tlak přísunu směrem k výrobní lince • Vysoká úroveň provozní účinnosti - definovaný výkon hnětení • Těsné přípustné odchylky mezi nástrojem a násypkou. Homogenní kvalita těsta • Těsto je méně zahříváno, snížení energetické náročnosti na chlazení • Vysoce účinné hnětení - zbytky těsta z předchozích šarží může být opět bez problémů zpracováno

5.3.2 Dělení a tvarování těsta Pro dělení hotového těsta se používají dělící stroje. K dosažení požadovaného tvaru těsta se používají automatické stroje tzv. vykulovače či vyvalovače.

Celková kapacita linky je cca 1000 skulených a vyválených chlebů za 1 hodinu dle typu těsta.

Příklady strojů: • SD 180 XL je objemová podtlaková pístová dělička s automatickým olejováním, schopná zpracovat všechny běžné druhy pšeničného a žitného těsta, opláštění stroje je kompletně z nerezu. Dvoukomorové dělení, tři stupně nastavení otevření sacího prostoru, nastavení váhy a rychlosti pomocí manuálního potenciometru, píst a dělící nůž jsou vyrobeny z bronzu, velmi jednoduché čistění. Snadný přístup k dělícímu pístu (cca 15 sekund) i k hlavním částem děličky díky speciálnímu uchycení krytů bez šroubů, kryty i všechny otevírací prostory jsou vybaveny bezpečnostními koncovými spínači, dopravní pás vybaven nastavitelným moučením, ve vybavení je schůdek, pro lepší vizuální kontrolu prostoru násypky, který je uchycen na mechanismu s bezpečnostním koncovým spínačem • Stroj LIFTOMAT je zdvihací zařízení klonků, které přemisťuje klonek z děličky do stroje Universal. Ovládán je počítačem Siemens PLC, který řídí fotobuňku sledující procházející klonky.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

78

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů • UNIVERSAL je stroj na skulování a vyvalování chlebového těsta, dvě rychlosti skulování, dvě rychlosti pohybu válců, vyměnitelný horní talíř dle váhových rozsahů, možnost nastavení zdvihu talíře od pracovní plochy, elektronické ovládání válců pomocí potenciometrů na ovládacím panelu, tlačítko TOTAL STOP. Excentrické skulování, které napodobuje pohyb lidské ruky při zpracování těsta. Možnost nastavení pouze skulování, nebo přepad do vyvalovačky, celková vzdálenost, při které je klonek zpracováván je cca 145 cm.

5.3.3 Kynutí těsta Těsto se po vytvarování do požadovaného tvaru se nechává nakynout v tzv. kynárně.

Charakteristika kynárny: • počítačem řízené procesy zamražení, (zachlazení, konzervace) a kynutí pečiva • programovatelný PLC automaty umožňují tvorbu a ukládání programů pro řízené kynutí pečiva • samostatné programy se specifikací doby trvání jednotlivých fází programu, teploty a relativní vlhkosti • funkce optického a akustického alarmu v případě poruchy kompresoru, ventilátoru, vyvíječe páry, otevření dveří nebo nedosažení požadované vlhkosti • PLC je vybaven záložní baterií pro uchování programů v paměti v případě výpadku elektrické energie • konstrukce kynárny je tvořena samonosnými izolačními sendvičovými panely, které jsou z vnitřní strany opatřeny nerezovým plechem 18/8, z vnější strany deskou z bílého nebo šedého netoxického zinkoplastu a uprostřed je 60 mm silná vrstva tvrdého expandovaného polyuretanu • podlaha je vyrobena z 60-90 mm tlustého izolačního panelu, který je vyztužen 3 mm silným hliníkovým plechem. Nájezdová rampa je vyrobena z nerez oceli 18/8 • Chlazení a ohřev je zajištěn pomocí profesionálního výparníku s velkým povrchem a odpařovacími lamelami z nerez oceli • vnitřek kynárny je vybaven zařízením pro rovnoměrné proudění vzduchu z nerez oceli 5.3.4 Pečení chleba Pro pečení je možno použít více druhů pecí např. etážové, rotační, tunelové. Pro vyhřívání pecí se používá bud elektrické energie nebo plynu.

Cyklotermické tunelové pásové pece o šíři pásu 1,5 až 4m jsou nejrozšířenějšími typy pecí určenými pro vyšší objemy výroby a pro pečení všech běžných i nestandardních druhů pekárenských výrobků volně sázených, pečených ve formách na plechách apod. jako jsou VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

79

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů zejména volně sázený chléb, formový chléb, toustový chléb, batony, veky, rohlíky, housky, kaiserky, hamburgerové housky, hot dogy, vánočky, mazance apod. ať už z bílých pšeničných těst, tmavších žitnopšeničných, ryze tmavých žitných, tak i z dalších mnoha jiných druhů těst.

Tyto pece, v případě velkých objemů výroby, lze použít i pro veškerou výrobu, ke které jsou obvyklejší úzké pece (např. pece úzké 0,6 až 1,4m). Tyto pece mohou být standardně vybavovány zapařovací zónou. Dále jsou tyto šířky pecí, od větších pečících ploch a s ohledem na druh výroby, standardně vybavovány hydraulickým napínáním pásu a dvěma násuvnými kuželočelními převodovkami pohonu pásu bez použití řetězového převodu, čímž se, mimo jiné, značně zjednodušují nároky na údržbu.

CD-ROM

Obrázek 5.8 – Technologický postup při výrobě pečiva

5.3.5 Krájení chleba Pro krájení chlebů je možno použít kráječky: •

manuální VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

80

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů • poloautomatické • automatické

Charakteristika krájecích strojů: • automatický krájecí stroj s axiálně alternativním pohybem nožů (katr) • stroj je vyroben z robustní lakované oceli a je na podstavci opatřeným 4 kolečky • maximální šířka chleba je 520 mm • dolní vstupní dopravník dlouhý 1 400 mm • horní přítlačný dopravník na vstupu • je možné nastavit rychlost posunu pásu, postraní zábrany na šíři chleba a výšku horního přítlačného dopravníku • chleby se položí na podávací dopravník, ten je posune k nožům, kde je další horní přítlačný dopravník, který protlačí chleba skrz nože • v možnosti výbavy je: nože potažené teflonem, automatické olejování nožů, výstupní dopravník na nakrájený chleba 550 mm, rozfuk na obaly 5.3.6 Balení chleba Stroj na balení a klipování nakrájeného chleba a pečiva do sáčků, typ klipovací pásky: 8 mm papírová nebo plastová se 2 dráty průměr drátu: standart 0,6 mm šířka nože: 55 mm šířka otvorů: 20 mm nebo plastový znovu uzavíratelný klip.

Obvyklá skladba stroje: • 1-2 ks integrovaný stůl pro plnění sáčků • 1-2 ks integrovaný držák sáčků • 1-2 ks integrovaný rozfuk sáčků • klipovací hlava se pohybuje na tvrzených hřídelích s kuličkovými ložisky • max. kapacita stroje: 45-90 balení/min při obsazení obou stran stolu • zařízení pro automatický odsun zabalených výrobků s nastavitelnou výškou a šířkou • 1 ks integrovaný držák kotouče s 1000 m klipovací pásky (cca 18 000 uzávěrů na kotouč) • pojízdná konstrukce • elektrický rozvaděč umístěný v utěsněném nerezovém panelu na zadní části stroje • odsunová skluzavka pro zabalené produkty s plastovým průhledným krytem VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

81

dopravní komplexy v zemědělství a potravinářství Kolektiva autorů

Shrnutí pojmů 5.3.

Chlebové těsto je směs složená z mouky, vody, soli, droždí a přísad.

Otázky 5.3.

1. Jaká zařízení potřebujeme pro tvorbu těsta?

2. Jaký je technologický postup při výrobě chleba?

Další zdroje www.pekass.cz/zakladate-pekarnu www.tenart.cz/kategoria/pekarske-stroje/ www.novinky.cz www.mezos.cz www.prokop.cz/ www.senovka.cz/ www.2741.ua.all.biz www.adaptdopravniky.cz

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

82

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů

6

DOPRAVNÍ KOMPLEXY NA SKLÁDKÁCH SYPKÝCH HMOT

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat jednotlivá zařízení při výrobě těsta Popsat způsoby vzniku chleba od těsta až po balení

Výklad

Skládky obecně tvoří zásobu materiálu při nerovnoměrném zásobování, potřebě zásoby materiálu v případě havárie a zároveň se mohu použít jako prostředek k homogenizaci hmot, když jsou například získávány od různých dodavatelů - zdrojů.

Obrázek 6.1 – Podélná skládka

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

83

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů

Obrázek 6.2 – Podélná skládka - řez Při skladování hmot na skládkách se musí zajistit ochrana proti znečištění prostředí anebo znehodnocení skladovaných materiálů. Prašné materiály mohou být rozneseny větrem, při dešti a následnými průsaky může dojít k znečištění vody, dále skládka působí tlakově na podloží a je zde možnost eroze podloží, poté je omezení např. u zapáchajícího materiálu (hnojivo), v zimě riziko zamrzání materiálu.

Obrázek 6.3 – Kruhová skládka Velikost skládky určují počáteční technologické požadavky, možnosti stavby samotné - dostatek volné výměry. Výška hromady materiálu je omezena podložím (nebezpečí eroze) a také vlastnostmi samotného materiálu - čím vyšší hromada, tím jsou tlaky na dně vyšší a dojde k většímu zhutnění materiálu, které může být nežádoucí. Tvar hromady je určen sypným úhlem sypké hmoty. Při překročení mezní velikosti, jsou zavedeny více hromad.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

84

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů

Obrázek 6.4 – Kruhová skládka - řez Typy skládek: • podélná (viz Obrázek 6.1 nebo Obrázek 6.2) • kruhová (viz Obrázek 6.3 a Obrázek 6.4) • hvězdicová - skládky v jednotlivých sekcích (viz Obrázek 6.5)

Obrázek 6.5 – Hvězdicová skládka Na skládce je potřeba dvou většinou odlišných zařízení. První zařízení materiál zaváží, a druhé zařízení materiál ze skládky odebírá.

• pásový dopravník se shazovacím vozem (pojezd je realizován po kolejnici, pneumatikách, anebo na konstrukci dopravníku a lze plynule měnit výsypné místo) – Viz Obrázek 6.6.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

85

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů

Obrázek 6.6 – Shazovací vůz • bagrový nakladač - může sloužit jak pro uskladnění, tak i pro odebírání, výhoda volného pole působnosti

Obrázek 6.7 – Korečkový shrnovač

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

86

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů • shrnovače - mnoho provedení dle konstrukcí a typu skládky: boční, čelní, lopatové, portálové, korečkový či kruhové. Používají se u velkých skládek, dobrá regulace odběru jednotlivých vrstev u homogenizační skládky, vysoký dopravní výkon. Viz Obrázek 6.7.

• kolesové rypadlo - ve specifických případech, vysoký výkon

Obrázek 6.8 – Coneshell Při zavážení materiálu, se využívá několika systémů tohoto procesu, při kterých vzniká různý profil (řez) skládky: • Coneshell – viz Obrázek 6.8 • Chevron – viz Obrázek 6.9 • Strata – viz Obrázek 6.10 • Windrow – viz Obrázek 6.11

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

87

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů

Obrázek 6.9 – Chevron

Obrázek 6.10 – Strata

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

88

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů

Obrázek 6.11 – Windrow

Shrnutí pojmů 6.1.

Skládky tvoří zásobu materiálu při nerovnoměrném zásobování, potřebě zásoby materiálu v případě havárie a zároveň se mohu použít jako prostředek k homogenizaci hmot, když jsou například získávány od různých dodavatelů - zdrojů.

Otázky 6.1.

1. Jaké typy skládek rozlišujeme dle tvaru?

2. Jaká mechanizace se využívá při skládkování?

Další zdroje Polák, J., Pavliska, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení I., Ostrava 2001, ISBN 80– 248–0043–8.

Polák, J., Bailotti, K., Pavliska, J. a Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení II., Ostrava, 2003, ISBN 80-248-0493-X. Polák, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení III., Ostrava 2005, ISBN 80–248–0963– X.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

89

dopravní komplexy na skládkách sypkých hmot Kolektiva autorů Pavliska, J., Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení IV., Ostrava, 2004, ISBN 80248-0537-5.

Daněk, J., Pavliska, J. Technologie ložných a skladových operací I., Ostrava, 2002, ISBN 80248-0063-2.

Pešat, Z.: Manipulace s materiálem v hutích, I. část, Ediční středisko VŠB v Ostravě, 1992, ISBN 80–7078–107–6

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

90

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů

7

DOPRAVNÍ KOMPLEXY VE SKLADECH

7.1 Automatizované zakládací a skladovací systémy

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Definovat automatizované zakládací a skladovací systémy

Výklad

Všechny automatizované zakládací a skladovací systémy jsou konstruovány přímo dle požadavků zákazníka. Tím je zajištěna maximální efektivnost využití prostorů, času a neposlední řadě i pracovní síly. Zakládacím systémem se rozumí automatická obsluha regálů, nejčastěji regálovým zakladačem nebo jeřábem, která je řízená softwarem. Oproti tomu skladovací systém je větší celek tvořený zakládacím systém a dalšími dopravními a manipulačními prvky, které jsou také řízeny řídícím centrem. Tyto sofistikované skladovací systémy jsou softwarově natolik inteligentní, že dokážou spolu navzájem komunikovat v rámci sdílení dat a tím spojit jednotlivé prvky v jeden ucelený a přehledný skladovací systém, který dokáže reagovat na okamžitou změnu požadavku.

Umístění automatizovaných skladů může být již v existujících prostorách, které původně nejsou navrženy pro tyto sklady, tak může být vybudováno zcela nová budova splňující všechny potřeby automatizovaného skladu. Speciální variantou je pak stavba samonosných skladů. Tyto sklady jsou navrženy a dimenzovány tak, aby byly schopny nést boční a střešní opláštění, které regály z vnějších stran uzavírá a vytváří tak budovu skladu. Při navrhování samonosného skladovacího systému se nebere v úvahu pouze hmotnost skladovaného materiálu, ale také všechny rizikové faktory návrhu staveb od vlivů deště a klimatu, přes zatížení od sněhu a větru až po případné seismické vlivy.

7.1.1 Regály v automatizovaných skladech Využívá se běžně dostupných regálů, které jsou přizpůsobeny provozu v automatizovaných skladech. Nejpoužívanější variantou pro vertikální skladování je paletový příhradový regál (jednořadý nebo dvouřadý - double deep) a pro menší manipulační jednotky pak policový regál. Tyto regály jsou obsluhované především sloupovými zakladači.

Další možnou variantou regálů v automatizovaných skladech je otočný skladovací systém. Jedná se o vertikální skladování a slouží především pro uskladnění nepaletovaného VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

91

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů zboží. Obsluha zadá požadavek na vychystání zboží a vozík se automaticky přesune na úroveň, kde je produkt uskladněný. Vybere odpovídající krabici a přepraví ji na odběrné místo.

Obrázek 7.1 – Automatizovaný systém - výškový regál – regálový zakladač

7.1.2 Sloupové zakladače v automatizovaných skladech Sloupové zakladače slouží k automatické manipulaci různých typů manipulačních jednotek ve statickém regálovém skladu. Zakladač se pohybuje po kolejnici v uličce mezi regály, naskladňuje a vyskladňuje manipulační jednotky a manipuluje je mezi pozicemi uvnitř regálového systému. Jejich pohyb je řízen řídícím centrem. Zakladače jsou uzpůsobeny dané manipulační jednotce a způsobu skladovaní. Nejčastější manipulační jednotky v automatizovaných skladech jsou běžné palety, normalizované bedny nebo speciální kontejnery. Mezi přednosti těchto zakladačů patří maximální využití prostoru skladu, především zaskladňovací výšky, rychlý přístup k manipulačním jednotkám a tím zkrácen čas naskladnění a vyskladnění. Viz Obrázek 7.1.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

92

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů

Obrázek 7.2 – Pojízdný typ regálů 7.1.3 Dopravní a manipulační zařízení v automatizovaných skladech Mezi další zařízení používané v automatizovaných skladech patří: válečkové dráhy (poháněné, gravitační), řetězové dopravníky, otočné a zdvižné stoly, vozíky systému Radio Shuttle. Účelem skladů je vyrovnávání nepravidelností materiálového toku, které vznikají především rozdílnou dobou technologického zpracování, rozdíly ve výrobní a spotřební kapacitě, v důsledku technologických změn manipulovaných výrobků a rozdíly ve výrobě a spotřebě.

Skladování lze dělit: • Skladování sypných materiálů • Skladování kusových materiálů

Shrnutí pojmů 7.1.

Zakládací systém je automatická obsluha regálů, nejčastěji regálovým zakladačem nebo jeřábem, která je řízená softwarem.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

93

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů

Otázky 7.1.

1. Jaké typy regálů se využívají v automatizovaných skladech?

2. Jaká mechanizace se využívá v automatizovaných skladech?

7.2 Skladovací technika obecně

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat jednotlivé skladovací prostředky Rozlišit základní prvky paletizace a kontejnerizace

Výklad

7.2.1 Regály Jsou nejrozšířenější a nejuniverzálnější zařízení. Slouží většinou pro skladování kusových materiálů. Umožňují vícevrstevné skladování a umožňují jeho odebírání z libovolné vrstvy. Regály se staví pevné, přemístitelné nebo pohyblivé. Mohou být jednořadové nebo dvouřadové; přestavitelné mají možnost měnit rozestup podlaží nebo nosných ramen regálu.

Používá se jich také pro uskladnění zboží uloženého na prostých paletách v těch případech, není li toto zboží vhodné pro stohování.

Obrázek 7.3 – Gravitační regály vyhovující zásadě LIFO

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

94

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů Zvláštní konstrukce jsou tzv. gravitační regály, které vyžadují uložení materiálu na paletě nebo v jiném obalu opatřeném lyžinami. Regál je opatřen soustavou skloněných válečkových tratí, takže zboží uložené na paletě na zvýšené straně regálu pojíždí v buňce ve směru sklonu ze strany ukládání na stranu vyjímání. Pohybový účinek palety při pojíždění buňky se udržuje na předepsané hodnotě pomocí brzdících válečků. Skladování v gravitačních regálech je dosti nepřehledné a klade nároky na organizaci, řízení a evidenci skladovacího procesu; zavedením samočinného počítače se nejvíce využije výhod tohoto způsobu skladování. Viz Obrázek 7.3 a Obrázek 7.4.

Moderní velké regálové sklady se staví v provedení regálů, které tvoří nosný systém střechy a bočního zakrytí. Tyto sklady vyžadují použití regálových zakladačů.

7.2.2 Nízkozdvižné vozíky Nízkozdvižné vozíky s ručním pohonem mívají hydraulické zvedání plošiny nebo vidlic, přičemž tlakovou tekutinou dodává ručně poháněné čerpadlo. Obvykle jsou vozíky o nosnosti do 1200 kg a pohybem oje směrem dolů dělník uvádí v činnost hydraulické zařízení a tím se zvedá rám vozíku. Nožním pedálem se uvolňuje přepouštěcí ventil, takže rám vozíku pak klesá.

Pro břemena uložená na plošinkách se používá vozíku „Trafero“, který má spodní pevný a horní zdvižný rám. Pevný rám tvoří podvozek, zdvižný rám a podvozek jsou spojeny čtyřmi táhly. Pákovým mechanizmem se zvedá horní zdvižný rám, který se zajistí západkou v horní poloze. Hydraulický tlumič umožňuje pozvolně spouštění břemene.

Nízkozdvižné motorové vozíky se konstrukcí podobají motorovým vozíkům s nehybnou plošinou, ale mají zdvižnou plošinu zvedanou pomocí hydraulického válce.

Používají se jen zřídka.

Obrázek 7.4 – Gravitační regály vyhovující zásadě FIFO obsluhované vysokozdvižným vozíkem

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

95

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů 7.2.3 Vysokozdvižné vozíky Pracovní ústrojí pro uchycení břemene (vidlice, kleště, jeřábové rameno apod.) mívá zdvih obvykle od 1500 do 4000 mm, případně ještě více. Zdvihu se dociluje pomocí hydraulických válců a převodu řetězem. Většinou bývá možnost ještě vidlice naklápět dopředu a dozadu a u některých konstrukcí mají vidlice i boční posuv pro usnadnění nabírání a ukládání materiálu uloženého na paletách. Většina konstrukcí s motorickým pohonem má možnost zaměnit základní pracovní ústrojí (vidlice) za další přídavná ústrojí.

Vysokozdvižné vozíky s ručním pohonem mají vidlice zvedané hydraulicky a přes převod kloubovým řetězem. Tlakový olej dodává čerpadlo poháněné kýváním ruční páky.

V současné době se od těchto vozíků upouští a nahrazují se vozíky s kombinovaným pohonem, které mají ruční pojezd a zdvih elektromotorem. V České republice se staví většinou o největším zdvihu 1600 mm a o nosnosti 630 kg.

Vysokozdvižné vozíky s motorickým pohonem mají nejširší pracovní možnosti a jsou také nejvíce rozšířeny. Všechny pohybové funkce, tj. zdvih, spuštění, naklápění a boční posuv vidlic se ovládají šoupátkovým rozvaděčem. Tyto vozíky mívají sdružený pohon; hnací motor (elektromotor, spalovací motor) pohání čerpadlo dodávající tlakový olej pro pohon hydromotorů pro jednotlivé pracovní pohyby. Většina vozíků se staví pro jízdu na tvrdém podkladu, některé typy umožňují jízdu i na nezpevněném terénu.

Obrázek 7.5 – Blokové a řadové skladování

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

96

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů 7.2.4 Paletizace Paletizace je dopravní a skladovací soustava, při které je materiál uložen na plošinkách – paletách. Je efektivní proto, že s materiály lze manipulovat ve velkých ucelených jednotkách a tak v průběhu materiálového toku snižovat pracnost manipulace, zrychlovat nakládku a vykládku vozidel a zvětšovat celkové objemové využití dopravních prostředků a skladovacích objektů.

Paleta je přepravní a skladovací prostředek, používaný opakovaně, který je zhotoven jako podložka, která může být případně spojena s ohradou nebo s uzavřenou skříní a se kterou lze mechanizovaně manipulovat; bývá přizpůsobena pro případné stohování do více vrstev.

Podle konstrukce se rozeznávají tyto druhy palet: • Palety prosté • Palety ohradové – s plnými stěnami nebo s výplní pletiva nebo mřížemi • Palety skříňové – jsou v podstatě ohradové palety s víkem • Palety sloupkové – mohou mít sloupky pevné, sklopné nebo odnímatelné • Palety speciálních konstrukcí – pro dopravu zvláštních tvarů např. sudů

Palety mohou být dřevěné, kovové, z plastických materiálů, lepenkové nebo z kombinace těchto materiálů.

Prostá paleta se používá k vnitrostátní i mezinárodní přepravě zboží. Je také nazývaná evropskou paletou, neboť je technicky normalizovaná ve všech evropských státech. Vyrábí se obvykle ze dřeva o základním rozměru 800 x 1200 mm.

Na prostých paletách lze ukládat materiál pytlovaný, kartonovaný a kusový s možností ukládání několika vrstev. Pro zajištění soudržnosti paletizované jednotky při manipulaci a dopravě se používá opáskování ocelovou páskou, ovázání drátem nebo motouzem, popruhy nebo obalením plachtou.

Paletové nástavby se používají pro zboží uložené na prostých paletách, které je obtížné upevnit na prosté paletě. Je jich mnoho druhů a mají zejména význam ve vnitrostátní dopravě.

Především jsou nutné tehdy, nelze-li horní paletu ukládat na dolní palety vzhledem k množství rozdrcení, otlačení nebo špatné stability materiálu nebo celého stohu. Kovové nástavby přenášejí tíhu horní palety přímo na spodní paletu.

Ohradová paleta pro evropské paletové hospodářství je zhotovena z úhelníkového rámu, stěny jsou svařované mříže a podlaha je s dřevěnou výplní. Přední boční stěna je dvoudílná, horní díl sklopný dolů a dolní díl nahoru. Základní rozměr je 200 x 1200 x 970 mm, nosnost je 900 kg.

Zvláštní palety slouží k ukládání materiálu, který se zřetelem na tvar, velikost, pevnost, polohu, požadavky na ochranu povrchu apod. vyžaduje zvláštní uložení a úpravu palet.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

97

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů

Obrázek 7.6 – Expediční a příjmová rampa skladu

7.2.5 Kontejnerizace Kontejnerizace je v podstatě přeprava a skladování materiálu ve zvláštních skříních, nazývaných kontejnery. Jsou druhem vratného, často používaného obalu.

Pod pojmem kontejner se rozumí skladovací a přepravní prostředek, který je trvalého charakteru a takové životnosti, že může být opakovaně používán a je přizpůsoben pro mechanizovanou manipulaci zejména při překládce z jednoho dopravního prostředku na druhý a konstrukci má upravenou pro snadné nakládání a vykládání. Ložný prostor kontejnerů je od 1 do 70 m3. Obecně lze kontejnery podle konstrukce rozdělit na otevřené a uzavřené, pevné a skládací, podle tvaru na skříňové a nádobové atd.

Rozdělujeme základní tyto typy: • Malé kontejnery nazývané také přepravní skříně jsou vybaveny pojížděcím a zvedacím zařízením. Tyto kontejnery jsou určeny pro dodávku zboží o menším rozsahu, případně pro kusové zboží.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

98

dopravní komplexy ve skladech Kolektiva autorů • Střední kontejnery jsou vybaveny návěsnými oky pro manipulaci jeřábem a nabíracími otvory pro vidlice vysokozdvižného vozíku. Jsou skříňového provedení, vodotěsné, vhodné jak pro vnitrostátní tak i pro mezinárodní přepravu kusových a vozových zásilek.

• Velkoprostorové kontejnery – transkontejnery – se dělí podle konstrukce: •

Univerzální jsou vhodné pro přepravu různých druhů zboží, jsou skříňové nebo plošinové.

•

Speciální jsou podle své konstrukce určeny jen pro přepravu určitého druhu zboží a mohou být skříňové, izotermické, chladírenské, nádržkové atd.

Shrnutí pojmů 7.2.

Kontejnerizace je přeprava a skladování materiálu ve zvláštních skříních nazývaných kontejnery.

Paletizace je dopravní a skladovací soustava, při které je materiál uložen na paletách.

Otázky 7.2.

1. Jaký je rozdíl mezi blokovým a řadovým skladováním?

2. Čím se vyznačuje zásada LIFO a čím FIFO?

Další zdroje Polák, J., Pavliska, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení I., Ostrava 2001, ISBN 80– 248–0043–8.

Polák, J., Bailotti, K., Pavliska, J. a Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení II., Ostrava, 2003, ISBN 80-248-0493-X. Polák, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení III., Ostrava 2005, ISBN 80–248–0963– X. Pavliska, J., Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení IV., Ostrava, 2004, ISBN 80248-0537-5.

Daněk, J., Pavliska, J. Technologie ložných a skladových operací I., Ostrava, 2002, ISBN 80248-0063-2.

Pešat, Z.: Manipulace s materiálem v hutích, I. část, Ediční středisko VŠB v Ostravě, 1992, ISBN 80–7078–107–6 VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

99

dopravní komplexy v přístavech a překladištích Kolektiva autorů

8

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V PŘÍSTAVECH A PŘEKLADIŠTÍCH Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat postup nakládky a vykládky lodí.

Rozlišit zařízení používaná k nakládce a vykládce lodí

Výklad Moderní přístav (viz Obrázek 8.1) je komplexní celek tvořený zařízeními pro maximální zefektivnění provozu námořní dopravy a také následného exportu/importu zboží.

Dříve přístavy využívali jeřáby, které byly instalovány přímo na lodích, a tím umožnili vyložit zboží na molo, navíc zboží nebylo jakkoli standardizovaně baleno. V dnešní době, kdy je rozšířena kontejnerizace po celém světě, se tomuto trendu museli přizpůsobit i samotné přístavy, které se museli vybavit moderními manipulačními zařízeními.

Obrázek 8.1 – Pohled na přístav VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

100

dopravní komplexy v přístavech a překladištích Kolektiva autorů

Největší nákladní lodě jsou schopny pojmout kolem 10 000 kontejnerů, tímto klesají náklady na dopravu 1 kontejneru, zároveň to klade stále vyšší nároky na vybavení a rychlost překládky přístavů.

Kontejnery (viz Obrázek 8.3) mají standardizované rozměry a tzv. rohové prvky (viz Obrázek 8.4), ve kterých jsou otvory, které umožňují bezpečnou manipulaci. Typy kontejnerů se přizpůsobují přepravovanému zboží: auta, sypké hmoty, tekutiny (tlakové nádoby s vnější kostrou vybavenou rohovými prvky), zboží citlivé na teplotu (chlazené kontejnery).

Obrázek 8.2 – Přípravek na uchycení kontejneru Celý proces odbavení zboží lze rozdělit do několika fází: • Loď zakotví u nábřeží a je odbavena přístavním jeřábem (nejčastěji portálový), na tyto jeřáby se kladou vysoké nároky na rychlost manipulace s kontejnery, kdy se předpokládá rychlost cca 1 kontejner za minutu, ve skutečnosti je tato rychlost podstatně nižší. Viz Obrázek 8.5.

• Jednotlivé kontejnery se uloží na volnou plochu, která slouží jako hlavní sklad.

• V tu chvíli kdy je konkrétní kontejner vyžádán přepravcem, je přemístěn k danému dopravnímu prostředku a odvezen.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

101

dopravní komplexy v přístavech a překladištích Kolektiva autorů

Obrázek 8.3 – Typy kontejnerů Uskladnění na hlavních plochách provádí nejčastěji mostové jeřáby vybavené speciálními uchopovacími prostředky pro manipulaci s kontejnery. Dopravu jednotlivých kontejnerů mezi sklady a jeřáby zajišťují manipulační vozy. Ty mohou být plně automatizovány (podzemní vedení, řízení pomocí GPS), také se využívá tahačů i s několika přívěsy za sebou.

Obrázek 8.4 – Rohový prvek kontejneru

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

102

dopravní komplexy v přístavech a překladištích Kolektiva autorů

Obrázek 8.5 – Manipulace s kontejnery pomocí portálového jeřábu Další dopravu do vnitrozemí zajišťuje železnice a silnice. Na železniční vozy se kontejnery umisťují opět pomocí jeřábu (většinou mostový). U nákladních automobilů je navíc možné kontejner naložit/vyložit pomocí speciálního vozu který najede nad návěs/přívěs automobilu a kontejner spustí nebo zvedne, následně odjede pryč pro další kontejner, anebo právě naložený kontejner umístí do přístavního skladu, kde bude později naložen na loď.

Obrázek 8.6 – Kontejnerový manipulátor

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

103

dopravní komplexy v přístavech a překladištích Kolektiva autorů

Obrázek 8.7 – Přístavní portálový jeřáb

Shrnutí pojmů 8.1.

Přístav je komplexní celek tvořený zařízeními pro maximální zefektivnění provozu námořní dopravy a také následného exportu/importu zboží.

Otázky 8.1.

1. Jaká manipulační zařízení se používají k nakládce a vykládce lodí?

Další zdroje technik.ihned.cz/c1-52038350-kontejnerove-lodi-sedme-generace logistika.ihned.cz/c1-44736930-moderni-technologie-zvysuji-vykony-pristavu www.vutbr.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=54493

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

104

dopravní komplexy v přístavech a překladištích Kolektiva autorů Polák, J., Pavliska, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení I., Ostrava 2001, ISBN 80– 248–0043–8.

Polák, J., Bailotti, K., Pavliska, J. a Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení II., Ostrava, 2003, ISBN 80-248-0493-X. Polák, J., Slíva, A.: Dopravní a manipulační zařízení III., Ostrava 2005, ISBN 80–248–0963– X. Pavliska, J., Hrabovský, L. Dopravní a manipulační zařízení IV., Ostrava, 2004, ISBN 80248-0537-5.

Daněk, J., Pavliska, J. Technologie ložných a skladových operací I., Ostrava, 2002, ISBN 80248-0063-2.

Pešat, Z.: Manipulace s materiálem v hutích, I. část, Ediční středisko VŠB v Ostravě, 1992, ISBN 80–7078–107–6

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

105

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

9

DOPRAVNÍ KOMPLEXY V AUTOMOBILOVÉM PRŮMYSLU

Dnešní automobilky neboli továrny na výrobu automobilů, již v dnešní době nejsou přímo továrnami či výrobnami, ale spíše montážními centry, do kterých se dováží jednotlivé díly z různých částí světa a na daném místě se montují dohromady v celek - kompletní automobil. Za těchto daných podmínek musí mít automobilky dobře provázaný logistický systém mezi jednotlivými továrnami na výrobu jednotlivých dílů, protože čas a prostory jsou dnes velmi drahou záležitostí a automobilky mají sice sklady, ve kterých jednotlivé díly skladují, ale nejsou to sklady k dlouhodobému skladování, jsou to spíše sklady jen pro vyložení a krátkodobou úschovu před tím, než se dostanou na výrobní či montážní linku.

V těchto skladovacích prostorách se využívá tzv. závěsných zásobníků, které plně využívají kromě plochy skladovacího prostoru, také i výšky skladovacího prostoru.

Obrázek 9.1 – Speciální návěsy a železniční vozy Při vykládce ze speciálních návěsů či speciálních železničních vagonů (viz Obrázek 9.1) se využívají z valné části vysokozdvižné vozíky. Výrobní či montážní linka je tvořena ve většině případů nějakým typem válečkového dopravníku nebo pro celistvou konstrukci řetězovým dopravníkem, který dopravuje konstrukci automobilu mezi jednotlivými montážními pracovišti, ke kterým se jednotlivé komponenty dopravují po válečkové trati, kde buďto příslušně kvalifikovaný pracovník nebo automatizovaná hydraulická ruka nebo robot provede požadovanou montáž. Jednotlivé montážní díly mohou být dopravovány k místu montáže buďto nějakým dopravním vozíkem schváleného typu (speciálně upravené vysokozdvižné vozíky) nebo již zmiňovanými závěsnými dopravníky. Montážní linka je tvořena několika spojenými válečkovými tratěmi a hlavní řetězovou tratí mezi jednotlivými sekcemi montáže. Případné vedlejší tratě, které jsou tratěmi zásobovacími, se v jednotlivých místech montáže spojují s hlavní válečkovou tratí. Zásobovací tratě jsou tvořeny jak válečkovými dopravníky, tak závěsnými dopravníky, popřípadě doplněny některými speciálně

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

106

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů upravenými dopravními vozíky, které patří do třídy cyklické dopravy. Je nutno připomenout, že válečkové, řetězové či závěsné dopravníky se řadí do skupiny kontinuální dopravy.

CD-ROM

Obrázek 9.2 – Montážní operace při výrobě automobilu

9.1 Mechanizační prostředky u vykládky do skladu

Čas ke studiu: 30 minut

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat jednotlivé mechanizační prostředky pro vykládku

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

107

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

Výklad

Jak bylo již zmíněno, jednotlivé díly jsou dováženy za pomocí tahačů a návěsů ze kterých jsou pak vykládány pomocí vysokozdvižných vozíků a to jak s vlastním pohonem (elektrické, se vznětovým motorem tzn.: na naftu motorovou, anebo na zemní plyn) nebo manuální vysokozdvižné vozíky. Oba tyto druhy dopravních jednotek musí řídit osádka příslušně kvalifikovaná proškolená pro tuto činnost. Popřípadě mohou být vykládány za pomocí menších jeřábu vhodných pro užití skladování.

9.1.1 Vysokozdvižný vozík čelní Vysokozdvižný vozík čelní jsou vybaveny vidlicí nebo jiným druhem pracovního přídavného zařízení, umístěného před koly podvozku určené pro vysoký zdvih a přemísťování břemen (nejčastěji se používají palety).

Spousta firem vyrábí vysokozdvižné vozíky a vysokozdvižných vozíku je velký výběr, který se může lišit nosností, rozměry, hmotností nebo nákladů na pořízení vysokozdvižného vozíku.

9.1.2 Manuální vysokozdvižné vozíky Manuální vysokozdvižné vozíky se používají mnohem méně než vozíky vlastním pohonem protože jejich provoz je fyzicky více namáhavý a tudíž produktivita práce je mnohem menší než u vysokozdvižných vozíků s vlastním pohonem. Proto jej používáme jen v případech, kdy nelze použít vysokozdvižných vozíků s vlastním pohonem, buďto z důvodu rozměrů nebo třeba bezpečnosti práce. Říká se jim také ručně vedené vysokozdvižné vozíky.

9.1.3 Ruční vysokozdvižný vozík Základní parametry: Zdvihací výška - do 1600 mm Příslušenství 2 radlice polyamidové Ø 200 mm z toho jedno s brzdou, 2 polyamidové valečky ve vidlicích Ø 82 x 90 m Ruční vozíky manipulují obvykle se standardní euro paletou používanou pro převoz materiálu či jednotlivých dílů. Na tuto paletu se umístí požadovaný materiál či díly a kterou poté i s materiálem zabalíme do balícího celofánu nebo jiného obalového (ochranného) materiálu, který vytvoří velkou přepravní jednotku. Výhodou této velké přepravní jednotky je větší využití prostoru na návěsu, zvýšení bezpečnosti, ochrana přepravovaného materiálu či dílů vůči samovolnému pohybu po návěsu a lepší manipulace a skladnost.

Shrnutí pojmů 9.1.

Vysokozdvižný vozík je mechanizační prostředek určený k dopravě a stohování různého kusového materiálu.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

108

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

Otázky 9.1.

1. Jaký je rozdíl mezi nízkozdvižným a vysokozdvižným vozíkem?

2. Jaký je možno použít pohon u vysokozdvižných vozíků?

9.2 Dopravní a manipulační zařízení ve výrobní sekci

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat prvky závěsné dopravy, válečkových tratí Popsat prvky řetězových dopravníků

Výklad

Výrobní linku z větší části tvoří válečková trať, to znamená, že jsou použity válečkové dopravníky, pak jsou použity dopravníky závěsné a již zmiňované dopravní vozíky.

9.2.1 Válečkové tratě Válečkové tratě jsou konstrukčně podobná dopravní zařízení jako pásové dopravníky, jen je místo pásu jako tažného prvku použito větší množství válečků, které jsou uchyceny v pevné konstrukci celé tratě. Válečku musejí být uloženy v ložiscích z důvodu rotačního pohybu a připevněny k poháněcímu prvku, kterým je řetěz nebo méně používaný řemen, který je poháněn ve většině případů pomocí asynchronního elektrického motoru. Hřídel bývá z důvodu bezpečnosti opatřená spojkou a pro případnou změnu převodového poměru se může použít převodovka (ve většině případů pouze jednostupňová). Přesná definice válečkových dopravníků zní takto: válečky usazené v pevném rámu tvoří souvislou dráhu. Směr pohybu dopravovaných předmětů kolmo na osu otáčení válečku. Gravitační tratě jsou nepoháněné, případně může mít válečková trať i poháněcí sekci ve formě poháněných válečků nebo pásů.

Oblouky (zatáčky) jsou řešeny prostřednictvím kuželových válečků. Používají se pro transport a manipulaci kusového materiálu např.: krabic, beden, transportních zařízení apod. v distribučních skladech a balících linkách apod.

Válečkové tratě můžeme vidět velkoskladech či supermarketech, kde je třeba přesunout předměty na delší vzdálenost, samozřejmě může být válečková trať jak vodorovná VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

109

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů tak dovrchní (do určitého úhlu nakloněné roviny) tak i úpadní (kde se nám z motoru stává generátor, anebo je trať nepoháněna). Tyto válečkové tratě jsou ale ovšem v porovnání s válečkovými tratěmi používaných v automobilovém průmyslu mnohem menší s menší nosností, ale ve své hlavní podstatě jsou stejné.

Válečkové tratě jsou velmi efektivní dopravní systémy zejména pro jejich jednoduchost, nízké provozní náklady a snadnou údržbu. Válečkové dopravníky pro automobilní průmysl mají speciálně upravenou konstrukcí i velikost celé dopravní tratě, počet pohonných jednotek atd. Její výhodou proti pásovému dopravníku je v schopnosti dopravovat materiál do ohybu.

Rádius válečkového dopravníku o více než 90 stupňů a jeho připojení na další část (větev) celé válečkové tratě je velmi jednoduché. Další nespornou výhodou válečkových dopravníků je možnost přemostění, které se může využít, když je válečková trať přes celou délku výrobní haly a musela by se celá hala objíždět.

Poháněné i nepoháněné gravitační tratě můžeme rozdělit na přímé nebo obloukové tratě.

Obrázek 9.3 – Příklad válečkové tratě Pohony válečkové tratě a jeho rozvod po trati Jak již bylo zmíněno, jako pohonu válečkových tratí se používá elektromotor, a to hlavně asynchronní z důvodu větší možné síly. Může být samozřejmě použit i jiný druh pohonu například spalovací motor, ale pro tento účel je to zbytečně drahá investice, když se může použít dostatečně silný elektromotor a navíc je válečková trať ve valné většině případů používá ve vnitřních prostorách, kde by z bezpečnostních důvodů nebyl spalovací motor příliš vhodný kvůli svým emisím.

Elektromotory jsou v celku spolehlivé, levné a snadné na údržbu. Rozvod točivého momentu od motoru k osám jednotlivých poháněných (ne všechny válečky válečkové tratě musím být poháněny, některé válečky na trati mohou být nepoháněny (viz Obrázek 9.3),

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

110

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů záleží na namáhání tratě a odporech) válečků se používá řetězu, který k přenosu sil využívá tvarového styku, anebo řemenem (méně časté – protože nastává možnost prokluzu při větších odporech), který využívá k přenosu sil tření. U obou těchto případů musí být poháněcí prvek dostatečně napnut, aby nedošlo k přerušení přenosu točivého momentu vlivem prokluzu. U řetězu by mohlo dojít k přeskakování zubů řetězového kola a následnému možnému vylomení těchto zubů. U třecího přenosu řemenem je vhodné mít i válečky povrchově upravené, a to například pogumováním nebo drážkováním z důvodu zvýšení koeficientu tření, a tím zvětšení třecí síly, která je v tomto případě velice důležitá.

V tomto případě je požit pouze jeden řetěz, který je hnán od jednoho hnacího řetězového kola a přes šest napínacích řetězových kol je rozveden na šest hnaných řetězových kol na jednotlivých hnaných válečcích.

Mohou být použity i netradiční a méně používané rozvody přenosu točivého momentu z hřídele motoru na osy jednotlivých válečků a tím může být například rozvod pomocí kruhových řemínků, které se využívají pro pohon hnací hřídel s kladkami umístěnou kolmo na válečky. Ve válečcích jsou vytvořeny drážky ekvivalentní velikosti řemene.

Umístění pohonu na válečkové trati Pohon je na válečkové trati pevně připojen k její stabilní ocelové konstrukci, která musí být také pevně připojena k pevnému podkladu. Nejčastější umístění elektromotoru je vně konstrukce tak, aby motor byl dobře přístupný.

9.2.2 Závěsné dopravníky Závěsný dopravník (viz Obrázek 9.4) slouží zejména pro dopravu kusových materiálů, což jsou v případě automobilového průmyslu například jednotlivé dveře automobilu. Doprava může být realizována jak vodorovným tak i šikmým směrem, systém zvládá jak horizontální, tak i vertikální oblouky.

Obrázek 9.4 – Speciální závěsná trať Použití závěsného dopravníku Závěsný dopravník se používá zejména ve strojírenství pro mezioperační dopravu, což je v našem případě doprava jednotlivých komponentů k hlavní montážní trati. Velice často se

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

111

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů závěsné dopravníky požívají v kombinaci s dalšími dopravními zařízeními jako například vozíkovými dopravníky nebo již zmiňovanými válečkovými dopravníky.

Princip práce závěsného dopravníku Dopravovaný materiál je umístěn na závěsné zařízení (viz Obrázek 9.5), které musí být specifické pro daný druh dopravovaného materiálu, například pro dopravu zmiňovaných dveří se požije závěsného háku, který musí být ošetřen tak, aby dveře automobilu nijak nepoškodil, protože může dojít k poškození vlastní tíhou a silou posuvu dopravníku ve směru posuvu. Zvedací zařízení se pohybuje pomocí pojezdového zařízení na visuté draze, která musí být pevně ukotvena. Jako tažný prvek se nejčastěji použije řetěz. Pro menší tahové síly lze s výhodou využít také tažné lano, které díky své pružnosti má plynulejší chod bez rázů.

Obrázek 9.5 – Další funkce závěsného dopravníku 9.2.3 Řetězové dopravníky Řetězové dopravníky patří k frekventovanému dopravnímu systému v automobilovém průmyslu. Zejména kvůli své schopnosti přesunout větší hmotnosti, a tím jsou nosné konstrukce automobilu.

Obrázek 9.6 – Příčný posun pomocí pásového dopravníku

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

112

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů Účel a použití řetězových dopravníků Řetězové dopravníky jsou určeny výhradně k přepravě kusových výrobků větších rozměrů a vyšších hmotností (palety, přepravní boxy, atd.). Jsou vhodné jak k samostatnému použití, tak pro zástavbu do větších dopravních celků, popř. výrobních a montážních linek.

Vyznačují se lehkou a pevnou konstrukcí z eloxovaných hliníkových profilů, moderním designem a velkou variabilitou provedení.

Technické řešení standardního řetězového dopravníku: • základní rám dopravníku z hliníkových drážkovaných profilů stavebnicového systému item • hnací a hnané ocelové řetězové kolo • hliníkové držáky hnacích a hnaných řetězových kol s naklápěcími kuličkovými ložisky pro seřizování a dopnutí transportního řetězu • pohon tvořený kompaktní jednotkou, skládající se z třífázového asynchronního elektromotoru a šnekové převodovky. U větších zatížení použití kuželočelní převodovky.

• akumulační kladičkové řetězy s ocelovými nebo plastovými kladičkami odolné otěru a olejům • plastové kluzné vedení s nízkou nebo zvýšenou vnější hranou pod horní větví řetězu pro její podepření po celé ploše a snížení tření • dle charakteru dopravovaného materiálu možnost volby různého počtu větví řetězového dopravníku • vratná větev řetězu vedená v dutině hliníkového profilu • rychlost konstantní nebo s možností regulace použitím frekvenčního měniče • podstava, stejně jako základní rám, z hliníkových drážkovaných profilů stavebnicového systému item. Varianta také ve výškově přestavitelném (ručně, pohonem) nebo šikmém provedení.

• možnost dodání včetně elektrického zapojení s motorovým spouštěčem nebo s frekvenčním měničem Přednosti řetězových dopravníků: • vysoká únosnost • možnost přepravovat velmi široké nebo velmi dlouhé materiály • díky mezeře mezi jednotlivými větvemi možnost přepravovat i materiály zasahující pod úroveň horní větve dopravníku • dopravníky vyráběny dle požadavků zákazníka, tzn. „na míru“

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

113

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů • možnost provádění speciálních technologických či výrobních operací přímo na dopravníku (např. ofukování, odmašťování, okap oleje do vany pod dopravníkem atd.)

• volitelný počet větví dle charakteru dopravovaného materiálu • možnost výměny jednotlivých článků řetězu namísto výměny celého řetězu • kostra dopravníku tvořená profily stavebnicového systému item s možností snadného připojení dalších profilů nebo doplňujících technologií, popř. možnost v budoucnu dopravník modifikovat.

Volitelné příslušenství řetězových dopravníků: • elektrické zapojení dopravníků včetně prvků jako optická čidla s odrazkou, bezpečnostní STOP tlačítka, frekvenční měnič, motorový spouštěč apod.

• podstava • plastové kluzné vedení se zvýšenými okraji pro vedení materiálu • boční vedení stavitelné pouze v horizontálním nebo v horizontálním i vertikálním směru • mechanické koncové dorazy Speciální řešení: • dopravník bez podstavy – vhodný k vestavění dopravníku do zákazníkova zařízení • dopravník s podstavou, rampou a osvětlením – pro operace probíhající přímo na dopravníku • dopravník s přestavitelnou větví – k dopravě kusového materiálu různé šířky • dopravník se speciálním řetězem – možnost dodání řetězu dle požadavků zákazníka, např. řetěz s unášeči, apod.

Rozvod točivého momentu na tažné elementy Rozvod točivého momentu od motoru k tažnému prvku (řetěz) realizuje pomocí řetězových kol, kterou jsou buďto pevně (přivařeny) nebo vyměnitelně (přes pero těsné) připojeny k hnací hřídeli a přes tyto řemenice se přivede točivý moment přímo na tažné prvky (řetězy).

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

114

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

Obrázek 9.7 – Funkce závěsného dopravníku

Shrnutí pojmů 9.2.

Výrobní linku z větší části tvoří válečková trať, to znamená, že jsou použity válečkové dopravníky, pak jsou použity dopravníky závěsné a již zmiňované dopravní vozíky.

Otázky 9.2.

1. Jaké jsou výhody a nevýhody závěsných dopravníků, válečkových tratí a řetězových dopravníků?

9.3 Výroba hliníkových a plechových disků

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat postup výroby disků kol automobilu

Výklad

Místo, kde se disky vyrábějí, je jednoduchá výrobní hala, v níž jsou umístěny všechny důležité sekce pro výrobu disků. Jedná se o odlévací sekce, vzorkovací sekce - kde se

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

115

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů náhodně po určitém počtu odebírají vzorky a ty se následně zkoušejí a poté sekce, kde dochází k povrchovým úpravám (odmaštění, leštění, broušení atd.).

9.3.1 Sekce odlévací Dopravní a manipulační zařízení používaná v této sekci jsou vysokozdvižné vozíky s vlastním pohonem, které mají účel dopravit hliníkové cihly, které na dané místo doveze tahač do skladů, kde tyto cihly jsou pomocí malého pásového dopravníku dopravovány do drtiče a poté z drtiče přes další pásový dopravník přímo do pece, kde se příslušný materiál roztaví. Dále pak vysokozdvižné vozíky za pomocí speciální nádoby na roztavený hliník, která je uložena na vidlicích, naberou roztavený hliník, který dovezou a pomocí bočního výklopu se vylijí do odlévací pece. Tuto pec ovládá obsluha, která po odlití a ochladnutí disků disk vytáhne a umístí na řetězový dopravník, který dopraví disk do další sekce.

9.3.2 Sekce zkušební V této sekci se jednotlivé odlitky disků dostávají na řetězových dopravnících do zkušebních laboratoří, kde se rentgenují a náhodně se vybírají vzorky pro deformační zkoušky. Disky, které projdou rentgenem tak pokračují dále po řetězové trati do poslední sekce povrchových úprav.

9.3.3 Sekce povrchových úprav V této sekci dojde za pomocí obsluhy a robotických jednotek k odmaštění, moření v antikorozních přípravcích a následné jednotlivé povrchové úpravy. Dále pak pokračuje na expedici, kde jednotlivé disky obsluha uskladní na palety a vysokozdvižné vozíky ji odvezou do skladovacích prostorů.

Shrnutí pojmů 9.3.

Výroba disku je rozdělena minimálně do tří sekcí – odlévací, zkušební a povrchových úprav.

Otázky 9.3.

1. Popište jednotlivé sekce při výrobě disků automobilu.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

116

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

9.4 Skidový dopravníkový systém

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat skidový dopravníkový systém Rozlišit různé otáčecí systémy ve skidovém systému

Výklad

Obrázek 9.8 – Upravený válečkový dopravník pro posun skidu Ve výrobě automobilů je jako manipulačního prostředku nejhojněji využíváno skidového dopravního systému. Manipulační jednotku zde tvoří skid na němž je umístěná karoserie. Skid se pohybuje spolu s karoserií po dopravních tratích celým výrobním a montážním procesem. Skidový dopravní systém můžeme najít ve svařovně, dále pak v lakovně a montáži.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

117

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů Dopravní trať se skládá z modulárních dopravních prvků, mezi něž patří: • válečkové dráhy • otočné stoly • příčné posuvné stoly • zdvihací zařízení Mezi výhody patří rychlá a snadná instalace, flexibilita při změně dopravního toku, nízké náklady na údržbu, relativní úspora místa, nízká hlučnost.

9.4.1 Skid Skid (viz Obrázek 9.9) je nejčastěji svařovaná konstrukce z profilů, uzpůsobenou přímo jednomu druhu produktu. V tomto případě se jedná o karoserii automobilu. Ta bývá se skidem pevně propojena, aby při dopravě a manipulaci nedocházelo k jejímu posunutí. Skid s karoserii se pak pohybuje po poháněných dopravních válečkových tratích.

Další, zatím méně využívanou, variantou je i skid s vlastním pohonem. Ten umožňuje dopravu jak v přímém tak příčném směru. Dopravní tratě jsou zde tvořeny uzavřeným ocelovým profilem obdélníkového průřezu. Tento systém oproti konvekčnímu způsobu snižuje počet součástí (pohonů, senzorů) a tím snižuje dobu potřebné údržby, cenu a energetickou náročnost.

Obrázek 9.9 – Skid 9.4.2 Válečková dráha Jde o základní prvek skidového dopravního systému. Válečková dráha se používá pro přesun v přímém směru. Skládá se z nosné konstrukce, poháněných válečků a pohonu. Pro přenos momentu z pohonu na válečky je nejčastěji použito ozubeného nebo pásového řemenu.

Délka jedné válečkové dráhy je rovna délce manipulační jednoty (skidu s karoserii). Každá dráha je vybavena sérii čidel, které společně s řídicím centrem umožňují řízení materiálového VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

118

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů toku. To umožňuje zatavení karoserie na dané válečkové dráze v okamžiku blokace.

Válečkových drah je také využíváno jako zásobníků. Využívá se zde princip FIFO.

Obrázek 9.10 – Skladování skidů

Obrázek 9.11 – Otočný stůl 9.4.3 Otočný stůl Otočný stůl (viz Obrázek 9.11) umožňuje změnu toku manipulačních jednotek o požadovaný úhel ve vodorovném směru. Skládá se z otočné konstrukce, na niž je umístěna VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

119

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů válečková dráha. Střed otáčení je ve středu otočné konstrukce což umožňuje otáčení v obou směrech s rozsahem 360°.

9.4.4 Příčný posuvný stůl Pro příčný přesun skidu se využívá dvou principů: příčný posuvný dopravník a příčný pásový dopravník. Obě tyto varianty umožňují přesun s více vstupy a výstupy.

Více využívaný a výhodnější je přesun příčným posuvným dopravníkem (viz Obrázek 9.12). Ten je složen s válečkové dráhy, ke které je přidán pojezd s vlastním pohonem. Ta se pak pohybuje v příčném směru po kolejnici.

Oproti tomu příčný pásový dopravník (viz Obrázek 9.6) je složen ze zvedacích stolů, jejichž počet odpovídá počtu vstupů a výstupů, a dvojice pásových dopravníků. Po najetí skidu na zvedací stůl, dojde k jeho snížení a skid dosedne na dvojici pásových dopravníků. Ty ho pak dopraví v příčném směru k výstupu, kde dojde k zvednutí skidu dalším zvedacím stolem. Následně skid opouští zvedací stůl na navazující válečkovou dráhu.

Obrázek 9.12 – Příčný posuvný stůl 9.4.5 Zvedací zařízeni Zvedací zařízení (viz Obrázek 9.13) slouží pro přepravu skidu s karoserii ve svislém směru. Používá se pro vyrovnání výškových nerovností v hale, dále pak pro přesun karoserii mezi jednotlivými podlažími a jako zařízení pro obsluhu vstupů a výstupů ze zásobníku.

Během svého dopravního cyklu může být zařízení obsazeno pouze jednou manipulační jednotkou. Další manipulační jednotka může najet až po zajetí zařízení do základní polohy (nájezdové polohy). Zvedací zařízení vyzdvihne manipulační jednotku do patra v momentě, kdy dostane signál o uvolnění navazující válečkové dráhy v daném patře.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

120

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

Obrázek 9.13 – Sloupové zvedací zařízení

Shrnutí pojmů 9.4.

Otočný stůl umožňuje změnu toku manipulačních jednotek o požadovaný úhel ve vodorovném směru.

Zvedací zařízení slouží pro přepravu skidu s karoserii ve svislém směru.

Skid je nejčastěji svařovaná konstrukce z profilů, uzpůsobenou přímo jednomu druhu produktu.

Otázky 9.4.

1. Co je skid?

2. Jaké dopravní a manipulační systémy se používají při dopravě skidů s materiálem?

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

121

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

9.5 Interní technický standard dopravníkových systémů ve společnosti Škoda AUTO a.s.

Čas ke studiu: 1 hodina

Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Jednoduchý technický standard pro dopravníkové systémy

Výklad

Jedná se o krátký výtah technických podmínek pro základní vybavení, provedení a konstrukční uspořádání dopravníkových systémů ve společnosti Škoda Auto a.s.

• dodávky dopravníků musí odpovídat ustanovení ČSN 29 0003, ČSN ISO 1819 • označení technických údajů na transportních zařízeních • samostatné dopravníky popřípadě poháněcí sestavy komplexních celků transportních zařízení musí být trvale označen: •

ochrannou známkou, popř.: štítkem výrobce

•

typové označení, výrobní číslo, rok výroby

•

údaje dané výrobcem musí být uvedeny na štítku (hmotnost, výkon, atd.)

•

písmo na štítku se nesmí vlivem klimatických podmínek opotřebovat

• transportní zařízení a jejich části musí odpovídat ČSN 26 0010 a příslušným normám parametrů a hlavních rozměrů jednotlivých typů dopravníků. V této technické normě klade Škoda Auto a.s. důraz na hluk, vibrace, prašnost dále na požární bezpečnost daného, produktu, elektrické, hydraulické a pneumatické zařízení, povrchovou úpravu, mazací činnost, manipulaci a vytíženost. Dále tato norma klade důraz na vhodný typ pohonu dopravníku jeho unášecího prostředku a jeho napínaní a bezpečnost pro provoz. Musí být zajištěn plynulý a spolehlivý přenos hnací síly z motoru na unášecí nákladem zatížený prvek.

Toto ústrojí musí být patřičně chráněno proti cizímu vniknutí. Norma rovněž řeší ovládací, ochranné prvky zabezpečující provoz, co se týká větších dopravních systému i zábradlí pro ochranu proti upadnutí obsluhy atd.

• Tato norma je zaměřena na požadavky, které klade odběratel tj.: ŠkodaAuto a.s. na dodavatele tj.: výrobce dopravníkových systémů.

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

122

dopravní komplexy v automobilovém průmyslu Kolektiva autorů

Shrnutí pojmů 9.5.

Technický standard je krátký výtah technických podmínek pro základní vybavení, provedení a konstrukční uspořádání dopravníkových systémů

Otázky 9.5.

1. Jaké normy musí splňovat dopravníkové systémy v automobilkách?

Další zdroje www.elektromotory-prevodovky.cz www.tranza.cz www.skodaauto.cz/SiteCollectionDocuments/technology/cze/1.02%20Dopravn%C3%ADkov%C3%A9% 20syst%C3%A9my.pdf www.euroekonom.sk/poradna/ekonomicky-slovnik/?q=zavesny-dopravnik www.amgpicha.cz/valeckove-trate/ www.logismarket.cz/trilogiq/valeckove-trate/1656245269-947644252-p.html www.palettentrade.com/ www.vzv.cz/

VŠB-TU Ostrava, Univerzita Pardubice

123