MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV LESNICKÉ A DŘEVAŘSKÉ TECHNIKY

Úpravy pilových řetězů motorových pil a jejich vliv na zpětný vrh přenosné řetězové pily Diplomová práce

2012/2013

Ivo Hazuza

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

V Brně 15. 4. 2013

Ivo Hazuza

Jméno: Ivo Hazuza Název: Úpravy pilových řetězů motorových pil a jejich vliv na zpětný vrh přenosné řetězové pily. Abstrakt: Práce se zabývá zpracováním problematiky porovnání míry zpětného vrhu přenosné řetězové pily u různých druhů bezpečnostních řetězů. Problematika zpětného vrhu byla v první části řešena rešerší, zjišťováním a zpracováváním dat z dostupných literárních, ale především elektronických zdrojů. Byly využity elektronické zdroje dat z českých, ale především zahraničních webových serverů. Webových stránek převážně ze Spojených států amerických bylo využito z důvodů absence přesnějších informací na tuzemském webu. Práce byla dále řešena konzultacemi s vedoucím závěrečné práce a dalšími odbornými pracovníky ústavu Lesnické a dřevařské techniky. Práce obsahuje rozbor problematiky zpětného vrhu, technickou specifikaci řetězů, konstrukční novinky v oblasti vývoje bezpečnostních řetězů, jiné bezpečnostní prvky přenosné řetězové pily a teoretické zpracování problematiky ostření řetězů, jak klasické konstrukce, tak konstrukce Powersharp od společnosti Oregon. V praktické části se závěrečná práce zaměřuje na popis prací přípravných a následně na popis vlastního měření míry zpětného vrhu v závislosti na úhlu ostření řezacích článků řetězu přenosné řetězové pily a na typu konstrukce řetězu. Výsledkem je soubor tabulek obsahující přepočtená data měření, statistické vyhodnocení a porovnání míry zpětného vrhu u jednotlivých typů bezpečnostních řetězů přenosných řetězových pil. Klíčová slova: zpětný vrh, přenosná řetězová pila, pilový řetěz, řezací článek, měřící zařízení ÚLDT

Author: Ivo Hazuza Title: Editing chains for chain saws and their impact on the kickback chain saws Abstract: The study deals with the comparison of processing problems kickback chain saws, portable for different types of security chains. The issue kickback was in the first part dealt with research, surveys and processing data from the available literature, but mainly electronic resources. They were used electronic data source from Czech but also foreign web sites. Website mainly from the United States were used due to the absence of more precise information on the Czech site. The work was also settled by consultation with the Head of the final work and other professional staff of the Institute of Forestry and Wood Technology. The work includes analysis of the problems kickback chains technical specification, design innovations in the development of safety chains, other safety features chain saws, portable and theoretical processing problems sharpening chains, both classic design and construction PowerSharp from Oregon. In the practical part of the final thesis focuses on the description of the preparatory work and then the description of the measurement level of kickback, depending on the angle of chain sharpening cutting chain saws, portable and on the type of design chain. The result is a set of tables containing data converted measurement, statistical evaluation and comparison of kickback for each type of portable safety chain saws. Keywords: kick-back, power chain saw, saw chain, cutting element, kick-back measuring device

Obsah 1.

Úvod .......................................................................................................... 7

2.

Cíl práce .................................................................................................. 11

3.

Rozbor problematiky ............................................................................... 12 3.1.

Zpětný vrh ( Kickback ) ........................................................................ 12 3.1.1. Charakteristika zpětného vrhu (terminologie) ........................................... 12 3.1.2. Příčiny zpětného vrhu a způsoby, jak mu může uživatel zamezit ............ 13 3.1.3. Ochrana proti zpětnému vrhu (Česká státní norma) ................................. 14 3.1.4. Druhy zpětného vrhu:................................................................................ 15 3.1.5. Bezpečnostní prvky eliminující zpětný vrh .............................................. 15 3.1.6. Rázová síla ................................................................................................ 24

3.2. Technická specifikace řetězů .............................................................................. 24 3.2.1. Řetěz přenosné řetězové pily .................................................................... 24 3.2.2. Základní rozdělení pilových řetězů Stihl .................................................. 25 3.2.3. Pilové řetězy stihl Oilomatic ..................................................................... 25 3.3. Ostření řetězů ...................................................................................................... 28 3.3.1 Ostření pilníkem ......................................................................................... 28 3.3.2. Ostření prostřednictvím elektrických ostřících přístrojů .......................... 30 3.3.3. Kontrola omezovací patky a snížení omezovací patky ............................. 31 4.

Metodika přípravných prací .................................................................... 34 4.1 Technická příprava před měřením ....................................................................... 34 4.1.1. Prostředky pro laboratorní měření ............................................................ 34 4.1.2. Metodika přípravy pilových řetězů ostřením ............................................ 36 4.1.3. Metodika přípravy pilového řetězu POWERsharp k osazení motorové pily ……………………………………………………………………………38

5.

Metodika ................................................................................................. 39 5.1. Pomůcky pro měření ........................................................................................... 39

5.1.1. Měřící zařízení .......................................................................................... 39 5.1.2. Vzorky pro měření .................................................................................... 42 5.2. Vlastní měření míry zpětného vrhu ..................................................................... 42 5.2.1 Měřící skupina............................................................................................ 42 5.2.2. Popis dílčích operací měření zpětného vrhu ............................................. 43 5.2.3. Vlastní postup měření míry zpětného vrhu s řetězy dlátovitého tvaru řezacích článků .......................................................................................... 45 5.2.4. Vlastní postup měření míry zpětného vrhu se samobrusným systémem POWERsharp ............................................................................................ 47 5.3. Postup měření aktuálního výkonu motorové pily ........................................ 48 5.3.1. Pomůcky pro měření aktuálního výkonu motorové pily........................... 48 5.3.2. Měřící skupina........................................................................................... 49 5.3.3. Popis dílčích operací měření aktuálního výkonu motorové pily............... 49 5.3.4. Vlastní postup měření aktuálního výkonu motorové pily ......................... 50 5.4. Měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy ............................................ 51 5.4.1. Pomůcky pro měření ................................................................................. 51 5.4.2. Měřící skupina........................................................................................... 51 5.4.3. Popis operací měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy............ 51 5.4.4. Vlastní postup měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy řetězu 52 6.

Výsledky ................................................................................................. 53 6.1. Výsledky měření ................................................................................................. 54 6.2. Výsledky měření pro statistické vyhodnocení .................................................... 56 6.3. Statistické vyhodnocení ...................................................................................... 58

7.

Diskuse .................................................................................................... 61

8.

Závěr ....................................................................................................... 64

9.

Summary ................................................................................................. 65

10.

Použitá literatura ..................................................................................... 66

1.

Úvod Lesy České republiky, s. p. jsou nejvýznamnějším producentem trvale

obnovitelné suroviny - dřevní hmoty na území České republiky. Roční výše těžby dřeva se pohybuje kolem 7,5 mil. m3. Cílem provádění těžby dříví je zvyšování stability, odolnosti, kvality a druhové rozmanitosti lesa v mladším věku – tzv. těžba výchovná a včasné zahájení přirozených procesů obnovy lesa novými odolnějšími, kvalitnějšími a druhově pestřejšími následnými lesními porosty u porostů starších – tzv. těžba obnovní. Dalším důležitým cílem provádění těžby v lesích je odstranění stromů nemocných, poškozených a napadených různými škůdci a chorobami proto, aby bylo zabráněno šíření těchto škůdců a chorob na další zdravé stromy. Jakákoliv těžba v lesích musí být realizována vždy v souladu s platnými legislativními předpisy a v souladu se strategií trvale udržitelného hospodaření v lesích. Lesy České republiky s.p. se hlásí ke standardům trvale udržitelného hospodaření v lesích, proto prosazují šetrné technologie těžby, přibližování a následného transportu dříví. Cílem je zabránit škodám na lesních porostech a lesní půdě správnou volbou technologického procesu a současně i minimalizovat náklady na těžební činnost v lesích. Příkladem jedné z šetrných metod těžby a soustřeďování dřeva je metoda sortimentní. Zvláštní pozornost je věnována využití harvestorů a vyvážecích souprav. Pomocí

harvestorů

jsou

stromy

šetrným

způsobem

vytěženy,

odvětveny

a rozmanipulovány a pomocí vyvážecích souprav je vytěžené dříví bezeškodně vyvezeno z lesních porostů. Tyto stroje jsou konstruovány tak, aby bylo při jejich použití dosaženo minimálního tlaku na lesní půdu, pojíždějí pouze po transportních linkách a nezajíždějí dovnitř lesních porostů. Při jejich správném technologickém použití prakticky nedochází k žádnému poškození stojících netěžených stromů ani ke škodám na lesní půdě a lesním ekosystému. V roce 2011 bylo z celkového množství těžby dřeva v ČR 15 381 tis. m3 provedeno v předmýtních a obnovních těžbách 5 367 tis. m3 sortimentní technologií a 9 987 tis. m3 kmenovou technologií. Na celkové těžbě se sortimentová technologie podílela 35 %. Z toho vyplívá, že zbylých 65 % bylo vytěženo pomocí motomanuální technologie. Do budoucna je plánováno, že se v České republice pomocí sortimentní technologie 7

bude těžit až 80 % z celkového množství těžby dřeva. Harvestorové technologie tedy nabývají významnosti ve výrobní části lesního hospodářství České republiky, ale přesto stále převažuje výroba dřevní hmoty pomocí motomanuální technologie, tedy pomocí přenosné řetězové pily. Výroba dřevní hmoty na lokalitě P (pařez) je však pomocí přenosné

řetězové

pily

zdaleka

náročnější

z

hlediska

fyzické

námahy.

Proto je tzv. motomanuální výroba dřevní hmoty více riziková technologie z hlediska bezpečnosti práce. Státní úřad inspekce práce (SÚIP) evidoval v roce 2011 v souvislosti s těžbou, dopravou, soustřeďováním, skladováním a manipulací s dřívím 13 smrtelných pracovních úrazů a 39 pracovních úrazů s hospitalizací delší než 5 dnů. Opakovanou příčinou vzniku některých smrtelných pracovních úrazů

bylo porušení zásad

bezpečných pracovních postupů při těžbě dřeva. Za účelem minimalizace rizik byly legislativně

stanoveny

způsoby

organizace

práce

a

pracovních

postupů,

které je zaměstnavatel povinen při práci v lese a na pracovištích obdobného charakteru zajistit (nařízení vlády č. 28/2002 Sb.). Pro dřevorubce jsou například povinnými ochrannými pomůckami přilba, chrániče sluchu, ochrana zraku (síťka, nebo štítek), antivibrační rukavice, obuv s vyztuženou špičkou a ochranné kalhoty s neprořeznou vložkou. Z výše uvedeného vyplývá, že práce s motorovou pilou je velmi nebezpečná, proto je důležité věnovat se zvyšování bezpečnosti při práci s ní. Nejnebezpečnější část přenosné řetězové pily je samozřejmě řetěz, který je umístěn v liště v přední části motorové pily. Součástí řetězu motorové pily jsou řezací články, které mohou při nedodržení pravidel bezpečnosti způsobit devastující zranění zasažených částí lidského těla. V krajních případech může dokonce dojít až k amputacím končetin. Takovéto zranění může bezprostředně ohrozit lidský život. Jedním

z nebezpečných jevů vznikajících při motomanuální těžbě je zpětný vrh. Ke zpětnému vrhu může dojít, když se pohybující řetěz v místě vrcholu nebo špičky vodící lišty dostane do kontaktu s nějakým cizím předmětem nebo když v průběhu řezání uvízne kus dřeva v řetězu a řetěz se zadrhne. Kontakt se špičkou nebo vrcholem vodící lišty může způsobit okamžitou zpětnou reakci - vržení vodící lišty vzhůru a proti obsluze pily. Skřípnutí řetězu u vrcholu vodící lišty může vymrštit vodící lištu přímo proti obsluze pily. Jakákoli z těchto reakcí může způsobit ztrátu kontroly nad pilou a následně vážné poranění obsluhy nebo přihlížejících. Přitom z historického hlediska vývoj bezpečnostních řetězů spočíval na předpokladu konstruktérů řetězů ve Spojených státech amerických. Jednalo se o snížení zaháknutí nebo zachycení řetězů motorových pil.

8

V roce 1959 se společnost Oregon přesunula na mezinárodní trhy a požádala o svůj první patent na bezpečnostní spojovací článek pilových řetězů. V současnosti jsou bezpečnostní články běžně spojovány s bezpečností a snížením zpětného vrhu, avšak v roce 1959 se od těchto originálních článků očekávalo spíše snížení častého zaháknutí a zachycení malé buřeně. Producenti vlákninového dříví však po nějaké době užívání vysledovali výrazně nižší úrazovost a celá řada společností se začala zasazovat o užívání těchto nových řetězů.

V roce 1963 nový (mimořádný) typ pily i řetězu odstartovali éru lehkých, vysokorychlostních a přímohnaných řetězů. Pila nesla název Homelite XL12 s řetězem Oregon 72D, prvním 3/8“ řetězem speciálně vyvinutým pro tento typ pily. Oba výrobci byli neuvěřitelně úspěšní a obdobné řetězy založené na principu originálního 72D jsou dodnes široce užívány.

Konec šedesátých a začátek

sedmdesátých let je označován

jako období

věnované snižování rizikovosti zpětného vrhu špičky vodící lišty. V roce 1970 byl započat vývoj zařízení určeného k testování zpětného vrhu. V roce 1972 byl vývoj ukončen uvedením třetí generace testovacího zařízení. Tím mohl začít další vývoj nových produktů snižujících zpětný vrh na tomto testovacím zařízení značky Oregon. Prvními byly úzkoprofilové řetězy série 91 (1974) a série 76 (1976). Ihned na počátku výzkumu bylo také objeveno, že menší špička lišty je efektivnější pro kontrolování zpětného vrhu. V roce 1977 byla představena bezpečnostní lišta Oregon, která svým asymetrickým tvarem napodobovala banán.

Intenzivní spolupráce vedoucí ke stanovení standardů v oblasti zpětného vrhu započala koncem sedmdesátých let a podílela se na ní celá řada výrobců pilových řetězu a "Americký výbor pro bezpečné produkty" (U.S Consumer Product Safety Commission). Inženýři Oregonu zde hráli klíčovou roli až do roku 1985, kdy výsledkem práce bylo vytvoření požadavků na vlastnosti bezpečnostních řetězů formou doporučené normy ANSI B175.1. Z výše uvedeného vyplívá, že již koncem minulého století, se konstruktéři zabývali kromě zvyšování řezných účinků řetězů, také zvyšování bezpečnosti při práci s nimi.

9

Americký výbor pro bezpečné produkty vypracoval statistické šetření, které se zabývalo problematikou zranění zapříčiněné kontaktem řetězu motorové pily s obsluhou. Tato statistika zpracovávala případy poranění ve Spojených státech amerických za rok 1999. Ze statistiky vyplývá, že z 28 543 zranění způsobených řetězem motorové pily bylo 10 % poranění v oblasti hlavy. Dále 9 % v oblasti levé horní poloviny trupu, levého ramene a krku, 35 % v oblasti levého zápěstí, dlaně a prstů horní končetiny, 36 % v oblasti levého stehna, lýtka a holeně, 7 % v oblasti levého kotníku nártu a prstů dolní končetiny a zbylé 3 % (tj. přes 1000 případů) na jiných částech těla. Dále Americký výbor pro bezpečné produkty uvádí, že až každé páté poranění způsobené řetězem motorové pily je způsobeno zpětným vrhem. A z toho až 25 % poranění způsobených zpětným vrhem je v oblasti hlavy a krku. Zasažení těchto částí těla může způsobit velmi vážná poranění ohrožující život, nebo v lepším případě poranění s trvalými následky, či následky snižující společenské uplatnění osob obsluhující motorové pily. Proto je potřeba i nadále se věnovat problematice zpětného vrhu, jak už na poli vývoje nových typů bezpečnostních řetězů, tak i na poli osvěty této problematiky před širokou odbornou, ale především laickou veřejností. Protože právě v této době, zvyšování cen za energie způsobilo renesanci ve vytápění obydlí palivovým dřívím. Nákup řetězových pil k užívání pro vlastní potřebu není nijak legislativně ošetřen a z toho důvodu se do rukou mnohdy nezkušených osob dostává nebezpečný nástroj. Právě u těchto osob je největší riziko poranění z důvodu neznalosti, či nedodržování bezpečnostních postupů při práci s řetězovou pilou. Z tohoto důvodu je třeba, aby se výrobci řetězů zabývali úpravami pilových řetězů. Jednou z možností je snižování míry zpětného vrhu pomocí snižování výšky omezovací patky, změny úhlu naostření atp. V loňském roce firma Oregon předvedla nový typ řetězu, který garantuje nízkou míru zpětného vrhu. Řetěz se od klasického bezpečnostního řetězu liší konstrukčním řešením a způsobem jeho ostření. Možná právě konstrukční novinka s názvem Oregon POWERSharp je jednou z možností zvyšování bezpečnosti při práci s řetězovou pilou. Každopádně, dokud se budou vyskytovat poranění způsobené ať už zpětným vrhem nebo jakýmkoli jiným nebezpečným jevem, budou se vývojáři nadnárodních firem zabývajících se výrobou pilových řetězů zabývat úpravami zvyšujícími bezpečnost při práci s řetězovou pilou.

10

2.

Cíl práce Cílem práce bylo především zjistit sílu zpětného vrhu špičky lišty řetězové pily

u různých typů bezpečnostních řetězů. Řetězy použité pro laboratorní šetření byly vybírány dle konstrukčního řešení a úhlu naostření. V první části, rozboru problematiky, bylo cílem zpracovat formou literárních rešerší problematiku týkající se bezpečnostních rizik zpětného vrhu přenosné řetězové pily. V následující části u řetězu klasické konstrukce instrumentálně ověřit pomocí zařízení na měření síly zpětného vrhu ÚLDT míru zpětného vrhu. Výsledky tohoto měření následně statisticky vyhodnotit a porovnat s výsledky měření, u stejného typu bezpečnostního řetězu, zjištěnými v bakalářské práci. Za předpokladu, že se naměřená data nebudou výrazně lišit od dat naměřených v bakalářské práci, použít tyto data jako podklad pro další šetření. V případě rozdílných výsledků měření kompletně přeměřit celou sadu vzorků řetězů. Dále nainstalovat na měřící zařízení ÚLDT bezpečnostní řetěz Powersharp od firmy Oregon. U tohoto typu řetězu instrumentálně ověřit míru zpětného vrhu. Dodržet stejné podmínky, jako u ověřování míry zpětného vrhu řetězu klasické konstrukce. Zjištěné data statisticky vyhodnotit a porovnat řetěz klasické konstrukce s řetězem Powersharp. Celá práce bude vypracována v souladu Směrnicí děkana.

11

3 Rozbor problematiky 3.1. Zpětný vrh ( Kickback ) 3.1.1. Charakteristika zpětného vrhu (terminologie)

Česká státní norma uvádí zpětný vrh řetězové pily jako nekontrolovatelný (náhlý a náhodný) pohyb vodící lišty nahoru a/nebo zpět, k němuž může dojít, když se řetěz pily na nosu vodící lišty dotkne překážky jako je větev nebo výřez, nebo suk, a nebo když řezané dřevo sevře v řezu vodící lištu. (ČSN ISO 6531, Lesnické stroje – Přenosné řetězové pily – Slovník 1997)

Zpětný vrh (Kickback) je jednou z nejběžnějších příčin zranění při práci s ruční motorovou řetězovou pilou. Ke zpětnému vrhu může dojít, jestliže nějaký předmět dojde do styku s horním kvadrantem špice vodící lišty nebo pokud se obsluha pokusí řezat horním kvadrantem špice vodící lišty. Kontakt se špičkou nebo vrcholem vodící lišty může způsobit okamžitou zpětnou reakci – vržení vodící lišty vzhůru a proti obsluze pily. Jakákoli z těchto reakcí může způsobit ztrátu kontroly nad pilou a následně vážné poranění obsluhy. (21.2.2013,http://www.oregonchain.eu/cs/podpora/bezpecnostni-typy/zpetny-vrh.html)

Zpětný vrh je rychlý nekontrolovatelný pohyb pily směrem k pracovníkovi a nastává při náhodném styku běžícího řetězu v místě horní čtvrtiny špičky lišty se dřevem nebo jiným tvrdým materiálem (např. při odvětvování náhodný dotyk špičky lišty o jinou větev). Přitom vznikají velké reakční síly způsobené nárazy na čelní a horní strany omezovací patky do přeřezávaného materiálu. Zpětný vrh může nastat i úmyslným přiložení k dřevu v nevhodném úhlu (např. radiální pohyb pily s cílem vytvoření zápichu). (Neruda, Černý 2006)

12

3.1.2. Příčiny zpětného vrhu a způsoby, jak mu může uživatel zamezit

Zpětný vrh může vzniknout, když se nos nebo špička vodící lišty dotkne předmětu nebo když se dřevo uzavírá a sevře pilový řetěz v řezu. Dotyk špičky v některých případech může způsobit náhlou zpětnou reakci, vrhnutí vodící lišty nahoru a směrem k uživateli. Sevření pilového řetězu podél špičky vodící lišty může vytlačit lištu rychle zpět směrem k uživateli. Každá z těchto reakcí může způsobit, že obsluha řetězové pily ztratí kontrolu nad pilou, což může způsobit vážné poranění. Obsluha řetězové pily nesmí spoléhat výhradně na bezpečnostní zařízení, kterými je daná pila vybavena. Uživatel řetězové pily musí podniknout více kroků, aby provozoval řezací práce bez nehody nebo zranění. Zpětný vrh je důsledkem nesprávného používání nářadí a/nebo nesprávných pracovních postupů nebo podmínek a lze mu zabránit náležitým dodržováním níže uvedených opatření: • Obsluha řetězové pily drží rukojeť pevně, přičemž palce a prsty obepínají rukojeti řetězové pily. Obsluha drží pilu oběma rukama a zaujme postoj těla tak, aby umožnila odolávat silám zpětného vrhu. Sílu zpětného vrhu může obsluha kontrolovat, dodrží-li správná bezpečnostní opatření. • Manipulace s řetězovou pilou do výšky ramen. Toto pomáhá zabránit nechtěnému dotyku špičkou a dává možnost lepší kontroly nad řetězovou pilou v neočekávaných situacích. • Používání náhradních dílů specifikovaných výrobcem. Nevhodné náhradní lišty a řetězy mohou způsobit roztržení řetězu a/nebo zpětný vrh. • Dodržování pokynů výrobce pro ostření a údržbu pilových řetězů. Pokles výšky omezovací patky může vést ke zvýšenému zpětnému vrhu. (ČSN EN 60745-2-13, Ruční elektromechanické nářadí – Bezpečnost – Část 2-13: Zvláštní požadavky na řetězové pily 2009)

13

3.1.3. Ochrana proti zpětnému vrhu (Česká státní norma)

• Ochranný kryt špičky vodící lišty Řetězové pily jsou buď vybaveny ochranným krytem špičky vodící lišty, který není odstranitelný, jako nýtovaný, přivařený, atd., nebo vypočtený úhel zpětného vrhu nebo úhel zastavení řetězu, podle toho, co je menší, nesmí přesáhnout 45°. Ochranný kryt špičky vodící lišty, je-li nějaký, musí chránit obvod a obě strany pilového řetězu na špičce vodící lišty. Ochranný kryt špičky vodící lišty musí být kontrolován tak, aby zabránil dotyku libovolné části pilového řetězu s obrobkem uvnitř úhlu mezi podélnou osou vodící lišty a povrchem obrobku mezi 45° a 135°. (ČSN EN 60745-2-13, Ruční elektromechanické nářadí – Bezpečnost – Část 2-13: Zvláštní požadavky na řetězové pily 2009) • Brzda řetězu Řetězová pila musí být vybavena brzdou řetězu, která může být aktivována ručně pomocí předního ochranného krytu ruky. Síla potřebná ke spuštění brzdy řetězu musí být mezi 20 N a 60 N a směr pohybu musí být směrem od obsluhy. Střední brzdná doba nesmí překročit 0,12 s a maximální brzdná doba nesmí překročit 0,15 s. Síla potřebná ke spuštění brzdy řetězu a brzdná doba musí být ověřeny v souladu s ISO 6535. • Rukou neovládaná brzda řetězu Pila musí být také vybavena rukou neovládaným systémem brzdy řetězu, který uvádí do činnosti brzdou řetězu, když dojde ke zpětnému vrhu. Tento systém musí splňovat požadavky pro lesnické řetězové pily uvedené v ISO 13772. Rukou neovládaný systém aktivace brzdy řetězu musí být ověřen funkční zkouškou v souladu s ISO 13772. • Úhel zpětného vrhu a úhel zastavení řetězu U pil se zdvihovým objemem spalovacího motoru ne větším než 80 cm3 musí být vypočtený úhel zpětného vrhu nebo úhel zastavení řetězu, podle toho, který z nich je menší, určen pro každou vodící lištu a řetěz specifikované v návodu k používání a nesmí překročit 45°. Pro stanovení limitu u pil se zdvihovým objemem větším 14

než 80 cm3 není k dispozici dostatek informací. Vypočtený úhel zpětného vrhu a úhel zastavení řetězu musí být ověřeny funkční zkouškou v souladu s ISO 9518. (ČSN EN ISO 11681-1, Lesnické stroje – Bezpečnostní požadavky a zkoušení přenosných řetězových pil – Část 1: Řetězové pily pro lesní práce 2012)

3.1.4. Druhy zpětného vrhu: • Rotační zpětný vrh Rotační zpětný vrh může nastat tehdy, pokud se pohybující pilový řetěz dostane do styku s předmětem v místě horní poloviny špičky vodicí lišty. Takový kontakt může způsobit “zakousnutí” řetězu do daného předmětu, a tím dojde k jeho chvilkovému zastavení. Výsledkem je bleskurychlá silová reakce pily, která vrhne vodicí lištu směrem nahoru a nazpět směrem k operátorovi. • Zpětný vrh při sevření Zpětný vrh při sevření může nastat při přeřezávání tlakových vláken, kdy dřevo sevře pohybující se pilový řetěz v řezu podél horní strany vodicí lišty. V takovém okamžiku dojde k zastavení pohybu řetězu a pila je vržena přímo dozadu směrem k operátorovi. • Vtažení Vtažení může nastat tehdy, pokud se pohybující pilový řetěz dostane do styku s cizím předmětem zarostlým do dřeva, který se dostane do řezu podél spodní nabíhající strany vodicí lišty; tím dojde k náhlému zastavení pohybu pilového řetězu. Toto náhlé zastavení pohybu vede k zatažení pily směrem vpřed od operátora a může snadno způsobit, že operátor ztratí kontrolu nad pilou, a tak může dojít ke zranění. (21.2.2013,http://www.extol.eu/soubory/vyrobky/8895505_manual.pdf?PHPSESSID=9 870885e40dea40b4b52312fe9334aeb)

3.1.5. Bezpečnostní prvky eliminující zpětný vrh • Brzda řetězu - Jako nejdůležitější bezpečnostní prvek přenosné řetězové pily působící při vzniku zpětného vrhu je brzda řetězu. Ta v okamžiku vzniku zpětného vrhu zastaví řetěz a tím zabrání případným poraněním obsluhy pily. Brzda řetězu pracuje na principu pásové brzdy, přiléhající na plášť bubínku spojky. Je významným bezpečnostním prvkem pily, neboť umožňuje bleskové zastavení řetězu 15

(za 0,1 s z plné rychlosti), zejména při vzniku zpětného vrhu pily. Brzda se uvádí v činnost tlakem levé ruky na ochranný kryt spojený s aretací brzdy nebo automaticky pracujícím aretačním mechanizmem, který reaguje na prudké zrychlení pily, které nastává při zpětném vrhu nebo např. nárazu pily na překážku či při jejím dopadu na terén. (Neruda, Simanov 2006) • Sekundární brzdové systémy – jedná se o bezpečnostní brzdy řetězu, které jsou ovládány ze zadní rukojeti a jsou propojeny s hlavní brzdou řetězu. Slouží tedy ke zvýšení bezpečnosti obsluhy přenosné řetězové pily při vzniku zpětného vrhu. Husqvarna TrioBrake Systém sekundárního brzdového systému je navržen tak, aby trvale snižoval riziko poranění při zpětném vrhu, umožňuje aktivovat brzdu řetězu motorové pily celkem třemi způsoby - odtud také název TrioBrake. Řetězová brzda motorových pil, která pomáhá zastavit řetěz v případě nebezpečného zpětného vrhu, se obvykle spíná setrvačností páky brzdy nebo předloktím levé ruky. Patentovaný systém TrioBrake však umožňuje bezpečnostní páčkou umístěnou nad zadní rukojetí pily aktivovat brzdu i pravou rukou a tím zvyšuje bezpečnost při práci (je přitom nutné poznamenat, že uchopení motorových pil je shodné jak pro leváky, tak praváky). - Systém TrioBrake rovněž zlepšuje ergonomické parametry pracovních postupů. Při nesprávném ovládání pily se totiž pravou rukou aktivuje brzda, což vedle snížení pravděpodobnosti vzniku rizikových situací vede k menší únavě obsluhy a efektivnější práci.

Obr. 1 Husqvarna TrioBrake

16

Aktivace brzdy řetězu setrvačností Brzda řetězu se bleskově aktivuje při zpětném vrhu. K tomu využívá setrvačnosti páky brzdy vzniklé prudkým pohybem lišty při zpětném vrhu. Pilový řetěz se okamžitě zastaví. Aktivace brzdy řetězu levou rukou V určité situaci může být brzda aktivována mechanicky levou rukou. Pila vymrštěná vzhůru nebo směrem dozadu při zpětném vrhu aktivuje brzdu pomocí nárazu levého předloktí do bezpečnostní páky. Unikátní aktivace brzdy řetězu pravou rukou Díky druhé bezpečnostní páčce umístěné nad zadní rukojetí je brzda řetězu aktivována třetím způsobem, zápěstím předloktím pravé ruky. Páčka pravé ruky je ergonomicky navržena tak, aby byla zajištěna maximální bezpečnost při nesprávném držení pily levou rukou. (1.2.2013,http://www.husqvarna.com/uk/homeowner/products/chainsaws/240e-seriestriobrake/) Stihl QUICKSTOP Super (ve Spojených státech pod obchodním označením Stihl QUICKSTOP Plus) Sekundární brzdový systém QUICKSTOP Super umožňuje aktivaci bezpečnostní brzdy řetězu ze zadní rukojeti. Řetěz se zastaví v časovém intervalu do jedné sekundy v případě vzniku dostatečně silného zpětného vrhu, nebo v případě, že operátor pustí zadní rukojeť. Výhodou systému QUICKSTOP Super je to, že funguje v jakékoliv pracovní poloze – bez nutnosti použití další páky. Proto poskytuje uživateli dodatečnou ochranu při startování nebo při přenášení řetězové pily. Zvyšuje bezpečnost při úkonech, které vyžadují časté zastavení řetězu pily, např. odstraňování větví. Řetězové pily Stihl používající systém QUICKSTOP Super jsou označeny písmenem „Q“ v názvu modelu.

17

Obr. 2 Stihl QUICKSTOP Super

(1.2.2013,http://www.stihlusa.com/chainsaws/chain_brake.html) •

Bezpečnostní kryt špičky lišty – tento kryt brání kontaktu špičky lišty přenosné

řetězové pily s cizím předmětem. Většinou bývá použit u hobby pil, u pil s nižší kubaturou a u některých elektrických řetězových pil.

Obr. 3 Kryt špičky lišty

•

Bezpečnostní řetězy – jedná se o řetězy, jejichž články svým tvarem

předcházejí vzniku zpětného vrhu a snižují i míru vibrací. Z důvodu ochrany knowhow, žádná firma neuvádí podrobné informace o parametrech těchto bezpečnostních prvků. - bezpečnostní spojovací článek – Husqvarna H36 3/8“ 1,3 mm – zvýšený profil spojovacího článku snižuje riziko vzniku zpětného vrhu.

Obr. 4 H36 3/8“ 1,3 mm

18

- bezpečnostní spojovací článek – Oregon chamfer chisel 91vg - podobné řešení bezpečnostního spojovacího článku jako u řetězu Husqvarna zvýšením profilu článku.

Obr. 5 chamfer chisel 91vg

- bezpečnostní vodící článek – Stihl RAPID Super Comfort 3 (RSC3) – článek svým tvarem horního okraje pozitivně působí na bezpečný náběh řetězu do řezu, a proto snižuje riziko vzniku zpětného vrhu.

Obr. 6 RAPID Super Comfort 3 (RSC3)

- bezpečnostní vodící článek – Carlton MC – BL – podobné řešení tvaru vodícího článku jako u řetězu Stihl tvarovaným horním okrajem vodícího článku.

Obr. 7 Carlton MC – BL

- bezpečnostní omezovací patka – Stihl RAPID Super Comfort 3 (RSC3) – patka určuje správnou tloušťku odebírané třísky.

Obr. 8 Stihl RAPID Super Comfort 3 (RSC3)

- historie bezpečnostních řetězů – v roce 1980 vyvíjí firma Carlton Company tvarovou inovaci omezovací patky. Tento nový konstrukční prvek redukoval zpětný vrh 19

a byl dobře přijat v provozu. Jednalo se o jakési prodloužení omezovací patky. V osmdesátých letech nastal všeobecný tlak ve výrobě zaváděním bezpečnostních norem. Firmu Carlton, ale i Oregon vázala nově zavedená norma ANSI B175.1. Jednalo se o bezpečnostní standardy, včetně bezpečnostního standardu pro benzinovou motorovou řetězovou pilu. Mimo jiné byly firmy nuceny v rámci eliminace zpětného vrhu snížit profil řetězu (výšku zubů), ale i zmenšit tloušťku odebírané třísky. Oregon POWERsharp Podstatou OREGON PowerSharp® systému je jedinečný systém ostření pilového řetězu. Powersharp je systém, jehož součástí je řetěz, vodící lišta, ostřící jednotka a brusný kámen. V obchodních baleních se prodává vodící lišta společně s ostřící jednotkou a řetěz společně s brusným kamenem. Je to dáno tím, že životnost vodící lišty a ostřícího jednotky pokryje životnost vícero řetězů. Oproti tomu životnost brusného kamene je omezena pouze na jeden řetěz. Výrobce uvádí, že při správném broušení lze řetěz nabrousit cca. 8 – 12x. Životnost řetězu je v praxi vyšší než životnost klasického pilového řetězu. Vyšší životnost je dána pokovením tvrdokovem na spodní – řezné straně hoblovacího zubu a také správným a šetrným broušením pomocí přípravku PowerSharp (při broušení klasického řetězu bruskou je odebíráno podstatně větší množství materiálu). (2.3.2013,http://www.powersharp.co.uk/page2/page9/index.html)

Obr. 9 Oregon POWERsharp (kompletní sada)

20

PowerSharp ® systém je nabízen v několika provedeních, které mohou být použity na většině benzínových řetězových pil do obsahu 45ccm. Jednotlivé komponenty systému POWERsharp 1. řetěz POWERsharp – má naprosto nový tvar řezného zubu, který dovoluje broušení brusným kamenem. V článcích nového řetězu je umístěn i diamantový zub, který má na starost upravovat brusný kámen na požadovaný tvar. Řetěz POWERsharp má rozteč 3/8˝ a šířku vodícího článku 1,3 mm.

Obr. 10 Řetěz POWERsharp (detail – „diamantový zub“ uprostřed a řezací články po jeho stranách)

2. ostřící jednotka POWERsharp – jedná se o plastový segment, který se osadí brusným kamenem. Ostřící jednotka se otevírá a zavírá pomocí speciálního uzávěru. Uvnitř jednotky se nachází dva kovové čepy, které slouží pro přesné nasazení vodící lišty. Tyto čepy zajišťují vždy přesný styk řetězu POWERsharp s brusným kamenem a tím zaručují vždy přesné naostření řetězu. Součástí ostřící jednotky je jednoduchý mechanismus, který zajišťuje vlastní broušení. Jedná se o pružinou odtlačovaný nosič brusného kamene, který zapřením celého systému při ostření například o kmen dostane pomocí tlaku vyvinutého obsluhou řetězové pily řetěz do kontaktu s brusným kamenem. Ostřící jednotka je ve výrazném barevném provedení, takže nehrozí její přehlédnutí i v členitém terénu.

Obr. 11 Ostřící jednotka POWERsharp

21

3. Vodící lišta POWERsharp – je v přední části vybavena dvěma vodícími otvory, které zajišťují přesné nasazení ostřící jednotky POWERsharp. Šířka drážky vodící lišty je stanovena pro řetězy s šířkou vodícího článku 1,3 mm. Vodící lišty POWERsharp se dodávají ve třech délkách. Jsou to 12˝, 14˝ a 16˝.

Obr. 12 Vodící lišta POWERsharp

4. Brusný kámen POWERsharp – je vsazen do plastového segmentu, který zajišťuje pevné uchycení v ostřící jednotce. Zrnitost brusného kamene musí splňovat podmínky vysokorychlostního broušení, aby nedocházelo k překalení broušených částí řetězu.

Obr. 13 Brusný kámen POWERsharp

- instalace brusného kamene - žlutá plastová ostřící jednotka se otevře odjištěním černé rychlozápadky. Následně se do ní vloží brusný kámen do drážek. Obsluha se přesvědčí, že kámen je správně nasazen, aby se zabránilo poškození kamene i řetězu během ostření.

Obr. 14 Instalace brusného kamene

22

- používání ostřící jednotky - PowerSharp ostřící jednotka vyžaduje instalaci originálního brusného kamene před prvním použitím. Brusný kámen je dodáván ve společném balení s PowerSharp řetězem a musí být vyměněn při každé výměně řetězu. Ostřící jednotka musí být používána výhradně s originálním řetězem POWERsharp. Při instalaci ostřící jednotky na vodící lištu se postupuje tak, že obsluha nejprve odstraní nečistoty z povrchu vodící lišty a z oblasti ostřící jednotky. Následuje odjištění a otevření ostřící jednotky. S otevřeným krytem a vypnutým motorem se nasadí dva kovové čepy do vodících otvorů v liště, dokud ostřící jednotka není rovnoběžně s vodící lištou. Po uzavření krytu musí delší z kovových vodících trnů vyčnívat z krytu. Poté se kryt tlakem zaklapne a zajistí se černou rychlozápadkou.

Obr. 15 Nasazení ostřící jednotky na vodící lištu

Postup broušení řetězu POWERsharp Broušení se provádí tak, že se na lištu POWERsharp nasadí ostřící jednotku obsahující brusný kámen, pila se nastartuje a za maximálních otáček motoru se na několik vteřin lehce přitlačí brusný kámen na řetěz. V případě použití systému POWERsharp na pile se spalovacím motorem ostříme po dobu 3 až 5 sekund. U elektrických pil se doba ostření prodlužuje až na dobu do 10 sekund. Výhodou celého systému POWERsharp je jeho rychlost. Celá akce broušení řetězu včetně přípravy a následné odstrojení brousícího systému POWERsharp obsluze zabere zhruba půl minuty. (2.3.2013, http://www.powersharp.co.uk/page2/page9/index.html)

Obr. 16 Postup broušení řetězu POWERsharp

23

3.1.6. Rázová síla Rázová síla se udává v dekanewtonech. V našem případě použijeme rázovou sílu pro vyjádření hodnot měření. Síla bude působit na silový řetěz měřícího zařízení a hodnoty zjištěné při měření v N (Newtonech) budou převedeny na daN (dekanewtony). Jako převodní vztah platí, že 1 daN = 10 N. Použití rázové síly pro vyjádření síly, která je měřena v okamžiku působení zpětného vrhu na silové čidlo je nezbytné, protože oproti síle trvale působící, rázová síla působí pouze v okamžiku průběhu zpětného vrhu.

3.2. Technická specifikace řetězů 3.2.1. Řetěz přenosné řetězové pily Řetěz je nejdůležitějším a nejsložitějším prvkem řezné části přenosné řetězové pily. U soudobých motorových pil jsou řetězy osazeny tzv. hoblovacími zuby, které jsou v porovnání s ostatními nástroji používanými při opracování dřeva poměrně komplikované konstrukce. Přesto s nimi sdílejí základní princip tak zvaného řezného klínu. Řezání je v zásadě druh mechanického opracování dřeva, při kterém se z obráběného dřeva odděluje jeho část. Nejjednodušší případ řezání vzniká při použití nástroje s jednou řeznou hranou. Takový nástroj svým tvarem představuje klín, který v určitém směru odděluje dřevní vlákna. Podle směru řezání se rozlišuje řez podél dřevních vláken, například při výrobě řeziva, řez kolmo na směr dřevních vláken – nejčastější případ práce s motorovou pilou a řez tangenciální vedený po tečně k průřezu kmene. Tohoto řezu se používá například při výrobě loupaných dýh. Výkon a kvalita řezu jsou ovlivněny několika parametry řezného klínu. Prvním je velikost úhlu, který svírají obě funkční plochy ostří, tzv. úhel řezné hrany. Nástroj s menším úhlem řezné hrany tvořící ostří vniká snadněji do dřeva, ale zároveň se rychleji otupí. Zdálo by se, že úhel ostří by měl být při zpracování tvrdého dřeva co nejmenší, aby zajistil co nejsnazší proniknutí do tvrdého materiálu, avšak čas, který se ušetří rychlejším řezem, se ztratí častějším ostřením a navíc dojde k rychlejšímu úbytku materiálu ostří. Při řezání musí řezný nástroj také překonat řezný odpor, určený velikostí úhlu, který svírá horní strana nástroje s plochou opracovávaného materiálu. Čím větší

24

je řezný odpor, tím větší je spotřeba energie. Hoblovací zuby pilových řetězů mají řezné hrany dvě – boční a čelní – a jednotlivé zuby vždy tvoří pár s tzv. zubem omezovacím. Čelní ostří následujícího hoblovacího zubu se s ostřím předchozího zubu trochu překrývá, což umožňuje dokonalé oddělení hobliny. Hoblina se odřízne díky rozdílu ve výšce mezi horní hranou omezovacího zubu a čelním ostřím hoblovacího zubu. Podle druhu řetězu se optimální rozdíl pohybuje mezi 0,45 a 0,8 mm. Řezné zuby pilových řetězů jsou vyrobeny z vysoce kvalitní legované chromniklové oceli. (21.2.2013, http://www.stihl.cz/volny-cas/, magazín Stihl, zima 2008/2009)

3.2.2. Základní rozdělení pilových řetězů Stihl

Obr. 17 rozdělení řetězů

3.2.3. Pilové řetězy stihl Oilomatic •

Základní pojmy

Obr. 18 Popis částí řetězu

25

•

Rozteč řetězu -Vzdálenost tří po sobě jdoucích nýtů, dělená dvěma (t=a/2)

Obr. 19 Rozteč řetězu

Obr. 20 Označení rozteče na řezném článku

•

Síla (tloušťka) vodících článků -Číslice vyražená na vodicím článku určuje jeho tloušťku.

Obr. 21 Síla vodících článků

26

•

Geometrie řezného zubu -Řezný zub se směrem vzad zužuje a snižuje z důvodu potlačení třecích sil.

Obr. 22 Geometrie řezného zubu

•

Úhel ostření -Jedná se o úhel mezi pilníkem a kolmicí, vedenou na rovinu vodicí lišty.

Obr. 23 Úhel ostření

•

Snižování omezovací patky -Rozdíl výšek hřbetního břitu a omezovací patky.

Obr. 24 Snižování omezovacího patky

27

•

Úhel čela -Jedná se o úhel, který vzájemně svírají rovina čela zubu a rovina podložky.

Tento úhel nelze nastavit při ostření, poněvadž jej ovlivňuje použitý průměr pilníku a zvolený úhel ostření.

Obr. 25 Úhel čela

(21.2.2013,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf)

3.3. Ostření řetězů 3.3.1 Ostření pilníkem Veškeré údaje potřebné pro ostření řetězu prostřednictvím pilníku jsou k dispozici na zadní straně každého obalu (krabičky) řetězu. Každý typ řetězu má přiřazen pouze jeden odpovídající průměr pilníku, kterým je profil řezného zubu ostřen během jeho životnosti. Při ostření řezných zubů prostřednictvím pilníku dojde k uspokojivému výsledku pouze tehdy, je-li pilník přesazen o 1/10 svého průměru nad hřbetem zubu (je správně tvarován břit a úhel čela).

Obr. 26 Správné ostření pilníkem

28

-Pro splnění této zásady je výhodnější použití odpovídajícího držáku pilníku.

Obr. 27 Popis držáku pilníku

•

Při ostření prostřednictvím držáku pilníku je pak třeba dodržovat následující

zásady: -Při ostření musí svírat držák pilníku s vodicí lištou úhel 90°

Obr. 28 Dodržení správného úhlu

-Řezný zub je ostřen pouze tahem držáku směrem vpřed. Při zpětném pohybu je třeba držák nadzvednout.

Obr. 29 Ostřeni tahem vpřed

-Každý řezný zub je třeba ostřit stejným počtem tahů pilníku pro zachování stejné délky všech ostřených zubů. Ostřit často s menším počtem tahů pilníku. (21.2.2013,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf) 29

3.3.2. Ostření prostřednictvím elektrických ostřících přístrojů Tyto přístroje jsou využívány především na profesionální každodenní ošetření v servisech. Jedná se o typ STIHL USG a STIHL HOS. Univerzální je typ STIHL USG – je možné jej dovybavit adaptéry pro ostření pilových kotoučů a nožů pro nůžky na živé ploty. Rozdíl mezi elektrickým ostřicím přístrojem STIHL HOS a STIHL USG spočívá v možnostech nastavení jednotlivých parametrů:

Obr. 30 STIHL USG a STIHL

-Z uvedeného schématu je patrné, že při použití přístroje STIHL HOS nelze využívat seřizovací parametry sloupce A a B. Ostatní parametry jsou totožné. •

Základní zásady při ostření řetězu prostřednictvím uvedených přístrojů: - seřídit přístroj podle typu ostřeného řetězu - osadit přístroj správným ostřicím kotoučem s odpovídajícím rádiem, který byl upraven a zbaven nečistot prostřednictvím obtahovacího kamene (je příslušenstvím stroje včetně kontrolní šablony). Znečištěný ostřicí kotouč napomáhá velkou měrou k vyhřátí materiálu ostřeného zubu při ostření. - zjistit za pomoci posuvného měřítka nejkratší řezný zub, a na jeho délku při ostření upravit všechny zbylé zuby řetězu - každý řezný zub ostřit několika krátkými záběry ramena přístroje. Při ostření zubu jedním záběrem se zvyšuje riziko tepelné degradace materiálu zubu. - po naostření každého zubu odstranit otřep pomocí špalíku tvrdého dřeva

Obr. 31 Zjištění délky nejkratšího řezného zubu

(21.2.2013,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf) 30

3.3.3. Kontrola omezovací patky a snížení omezovací patky Snížení omezovacích patek je výškový rozdíl mezi omezovací patkou a hřbetním břitem. Tento výškový rozdíl určuje sílu odebírané třísky dřeva v řezu.

Obr. 32 výškový rozdíl mezi omezovací patkou a hřbetním břitem

- Kontrola snížení omezovací patky se provádí prostřednictvím univerzální měrky

Obr. 33 Univerzální měrka

- Hodnoty snížení omezovací patky pro jednotlivé typy řetězů udává následující tabulka: Tabulka 1 Snížení omezovací patky pro jednotlivé typy řetězů

31

•

Postup při snížení omezovací patky:

– Přiložit měrku a plochým pilníkem odstranit přečnívající materiál

Obr. 34 Postup snižování omezovací patky

– Následně zaoblit omezovací patku do odpovídajícího profilu

Obr. 35 Zaoblení do odpovídajícího profilu

•

Postup při snižování omezovací patky prostřednictvím elektrických ostřicích

přístrojů: – Nasadit tvarový kotouč pro snižování omezovacích patek. Pozor – profil kotouče podléhá opotřebení – je třeba jeho profil kontrolovat prostřednictvím příslušné měrky a upravovat na požadovaný tvar obtahovacím kamenem.

Obr. 36 Nasazení tvarového kotouče

32

– Upravit polohu omezovací patky profilu brusného kotouče (3). Prostřednictvím regulačního šroubu (4) a upínací vidlice stabilizovat řezný zub.

Obr. 37 Upravení polohy omezovací patky

– Snížit omezovací patku na požadovanou výšku (kontrola prostřednictvím měrky 2), kterou je třeba stabilizovat pro snížení ostatních patek pomocí regulačního šroubu. – S takto seřízeným přístrojem provést úpravu zbylých omezovacích patek řetězu. (21.2.2013,http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf)

33

4. Metodika přípravných prací Metodika přípravných prací byla převzata z bakalářské práce a upravena tak, aby vyhovovala měření v práci diplomové. Konkrétně byla rozšířena o popis technického vylepšení měřícího zařízení ÚLDT a o popis přípravných prací nutných ke zkomponování dané motorové pily, kterou bylo měřící zařízení osazeno, se systémem POWERsharp.

4.1 Technická příprava před měřením 4.1.1. Prostředky pro laboratorní měření Pro laboratorní určení vlivu úprav pilových řetězů na zpětný vrh přenosné řetězové pily budeme potřebovat následující prostředky: •

Pilové řetězy -

v počtu 3 kusů (Při laboratorním měření bylo užito řetězů

od renomované německé značky Stihl. Konkrétně model RM 25, který je pro svou nenáročnost na přesnost broušení, velmi používaný v běžném provozu). -

řetěz č.1 byl přebroušen z originálního úhlu (úhel ostření 30o ) na úhel 10o,

který se běžně používá při výrobě řeziva, kdy je řez veden podél dřevních vláken. -

řetěz č.2 byl přebroušen z originálního úhlu (úhel ostření 30o ) na úhel 45o

-

řetěz č.3 byl ponechán v originálním stavu (úhel ostření 30o )

•

Sada k ostření řezacích článků přenosné řetězové pily – Stihl

Sada obsahuje: - kulatý pilník opatřený držákem pilníku tzv. vodítkem - (v našem případě průměru 4,8 mm) určený k ostření řezné hrany pravého řezného zubu. Držák pilníku slouží pomůcka při určení požadovaného úhlu při ručním ostření. - plochý pilník – určený ke snižování omezovacího zubu (omezovací patky), tzn. k úpravě rozdílu hřbetního břitu a omezovacího zubu. Tento výškový rozdíl určuje sílu odebírané třísky dřeva v řezu. - univerzální měrka 34

•

systém POWERsharp – systém se skládá ze dvou samostatně prodejných setů,

jeden set obsahuje vodící lištu POWERshrap a ostřící jednotku. Druhý set obsahuje pilový řetěz POWERsharp a brusný kámen. •

Měřící zařízení

ÚLDT – měřící zařízení bylo vyvinuto pracovníky ústavu

lesnické a dřevařské techniky fakulty lesnické a dřevařské Mendlovy univerzity v Brně. Zařízení bylo navrženo pro motorovou pilu Husqvarna XP242, kterou bylo toto zařízení osazeno. Jednalo se vlastně o obdélníkový rám z kovového profilu, na kterém byl umístěn pákový mechanismus. Pomocí tohoto pákového mechanismu byla přenášena síla zpětného vrhu přes silový řetěz na silové čidlo. Samotné silové čidlo o rozsahu 2000N (Newtonů) bylo schopné měřit sílu jak v tahu, tak v tlaku. Silové čidlo bylo samostatně napájeno z elektrické sítě pomocí napájecího kabelu. Čidlo bylo propojeno datovým kabelem s počítačem. Toto zařízení bylo použito při měření na bakalářskou práci, kterou jsem zpracoval v roce 2011. Bylo zjištěno, že měřící zařízení je plně použitelné a vhodné pro měření míry zpětného vrhu přenosné řetězové pily. V diskusi již zmíněné bakalářské práce bylo ale zmíněno, že mechanismus, který zajišťoval přímý styk vzorku dřeva se špičkou vodící lišty je nedostačující a pravděpodobně by mohl způsobit nepřesnosti v měření. Konkrétně se jednalo o nepřesnosti způsobené tím, že tento styk zajišťovala obsluha tohoto pákového mechanismu při měření. Nepřesnosti spočívaly v tom, že obsluha jakožto lidský faktor zasahující do měření, nemohla zajistit vždy stejné podmínky styku lišty řetězové pily se vzorkem v podobě dřevěného prkna. Z tohoto důvodu bylo měřící zařízení osazeno mechanismem s dvěma kladkami. Každá kladka byla volně uložena, každá na samostatné hřídeli. Tento kladkový mechanismus, zhotovený z obdélníkového profilu, který odpovídal profilu použitého i na ostatních částech měřícího zařízení, byl osazen lankem, které zajišťovalo směrový posun dřevěného měřícího vzorku směrem ke špičce lišty řetězové pily. Lanko bylo na jedné straně upevněno na horní část měřícího vzorku a na druhé straně neslo závaží. Závažím byl kovový segment o celkové hmotnosti 1500 gramů. Tato hmotnost byla dostačující pro vznik měřitelného zpětného vrhu a nezpůsobovala nadměrné zatěžování celého měřícího zařízení, jako při použití hmotnosti větší. Dále bylo měřící zařízení osazeno mechanismem, který zajišťoval spouštění pákového mechanismu, opětovně ze stejné polohy. Jednalo se o hrazdu, která byla připevněna na pákový mechanismus pomocí čepů. Tyto čepy zajišťovali její nastavitelnost vůči měřícímu vzorku. Pro zajištění této nastavené polohy sloužila 35

vodítka umístěná po obou stranách pákového mechanismu. Vodítka byla osazena aretačními šrouby, které po utažení zajišťovali hrazdu v pevné, předem nastavené poloze vůči měřícímu vzorku. Vodítka byla opatřena úhloměrem, dle kterého šlo jednoduše nastavit hrazdu do určité polohy.

4.1.2. Metodika přípravy pilových řetězů ostřením Pilové řetězy použité při laboratorním měření vlivu úhlu ostření řezacích článků na zpětný vrh přenosné řetězové pily byly ostřeny ručně v dílně ústavu lesnické a dřevařské techniky. Pomůcky potřebné pro ostření: -

Pracovní stůl opatřený dílenským svěrákem

-

Vodící lišta

-

Sada k ostření řezacích článků přenosné řetězové pily – Stihl

-

Ochranné pomůcky (pracovní oděv, ochranné rukavice, brýle)

Pracovní postup ostření: Do dílenského svěráku vsadíme vodící lištu a dostatečně přitáhneme. Při dotahování se snažíme, aby lišta byla v ideální vodorovné poloze, která je pro přesnost ostření velmi důležitá. Dále do vodící lišty vsadíme řetěz č.1, jehož úhel ostření 30o (originální úhel) chceme přebrousit na úhel 10o. Při ostření prostřednictvím držáku pilníku je pak třeba dodržovat následující zásady: -

Při ostření musí svírat držák pilníku s vodicí lištou úhel 90° (viz. obrázek)

Obr. 38 Správný úhel sevřený lištou a držákem pilníku

-

Řezný zub je ostřen pouze tahem držáku směrem vpřed. Při zpětném pohybu

je třeba držák nadzvednout

36

-

Každý řezný zub je třeba ostřit stejným počtem tahů pilníku pro zachování stejné

délky všech ostřených zubů - Snažíme se pracovat precizně pro dodržení minimálních odchylek jednotlivých řezacích článků Po naostření všech řezných hran po celém obvodu pilového řetězu přejdeme ke snížení omezovacích zubů pomocí univerzální měrky. Postup při snížení omezovacího zubu: - Přiložit měrku souběžně na řetěz umístěný ve vodící liště a plochým pilníkem odstranit materiál přečnívající skrz měrku - Následně zaoblit omezovací zub do odpovídajícího profilu Užitečná pomůcka při ostření řetězu: - pro kontrolu naostření všech řezacích článků je vhodné použít lihový zvýrazňovací fix tak, že první námi naostřený řezací článek označíme fixem. Pokračujeme v ostření po obvodu řetězu, až se dostaneme k označenému řezacímu článku. Stejným způsobem postupujeme při ostření řetězu č.2, který ale chceme přebrousit na úhel 45o. Při ostření na tento ostrý úhel dbáme na zvýšenou pozornost bezpečnosti při práci. Důvodem je krátká vzdálenost mezi čelem řezacího článku a omezovacím zubem. Při ostření se pilník dostává do styku s boční hranou omezovacího zubu a tím způsobuje větší pracnost při ostření. Stejně jako u předchozího řetězu dbáme na přesnost broušení. Jakákoliv chyba při ostření se nám může negativně projevit při měření síly zpětného vrhu a tím nám i ovlivnit naměřené hodnoty. Řetěz č.3 je ponechán v původním stavu a je tedy z výroby naostřen na úhel 30°. Řetěz s originálním úhlem naostření řezacího článku je zařazen mezi zkusné řetězy z důvodu porovnání, zda má z daných řetězů nejnižší měřenou hodnotu zpětného vrhu a tedy nejvíce vyhovuje bezpečnostním kritériím při práci s RMŘP.

37

4.1.3. Metodika přípravy pilového řetězu POWERsharp k osazení motorové pily Systém POWERsharp byl zakoupen dle katalogového čísla. Toto číslo udávalo specifikaci, dle které měl tento systém vyhovovat použití na motorové pile Husqvarna XP 242 použité při měření. Bohužel tento systém s danou řetězovou pilou nebyl plně kompatibilní. Konkrétně, řetěz POWERsharp byl krátký, i při použití vícero druhů řetězek. Tento problém byl vyřešen prodloužením řetězu. Pomůcky a prostředky potřebné k prodloužení řetězu: - segmenty (články) řetězu - vodící články - v počtu jednoho kusu - spojovací články - v počtu dvou kusů - nýtovací zařízení - zařízení sloužící pro roznýtování řetězu - nýty Postup prodloužení řetězu POWERsharp: Řetěz POWERsharp byl na zařízení sloužícím pro roznýtování řetězů roznýtován. Následně byl pomocí nových segmentů prodloužen a opět snýtován. Pro snýtování bylo použito nýtů odpovídajícím danému typu řetězu a nýtovacího zařízení.

38

5. Metodika 5.1. Pomůcky pro měření 5.1.1. Měřící zařízení Měřící zařízení se skládá z několika komponentů: •

Měřící rám – jako nosný element se skládá z vlastního rámu, který je zhotoven

z železných profilů obdélníkového průřezu. Rám zajišťuje bezpečnost a slouží jako nosný prvek pro další příslušenství měřícího zařízení. Rám je osazen pákovým mechanismem (slouží pro uchycení měřícího vzorku a jeho zajištění v předem nastavené poloze), dále kladkovým mechanismem (ten slouží pro stále stejný přítlak měřícího vzorku ke špičce lišty řetězové pily – stále stejná úvrať přítlaku) a držákem pro silové čidlo. •

Ochranná podložka – ochranná podložka vložená pod měřící rám sloužící

jako bezpečnostní prvek při náhodném styku řetězu RMŘP s podlahou. Je nezbytnou pomůckou jak už z bezpečnostního hlediska, tak z hlediska, že zajišťuje, aby nedošlo k poškození řetězu, při styku s podlahou. Takové poškození by zcela jistě způsobilo nepřesnosti při dalším měření. Dalším atributem je čistota prostředí. Jelikož při měření dochází k mazání řetězu, dochází i ke znečištění laboratorního prostředí. Vhodně zvolená a umístěná podložka toto znečištění lokalizuje na její povrch. Z toho důvodu by měla být buď dobře omyvatelná, nebo mít dobrou absorpční schopnost. Může být použita podložka z jakéhokoliv materiálu, který při styku s řetězem RMŘP nezpůsobí jeho otupení (např. OSB, pryž, guma, dřevovláknitá deska, dřevotřísková deska atd.) •

Motorová pila – pro měření byla použita motorová pila značky Husqvarna.

Konkrétně se jednalo o typ 242XP, který zcela vyhovoval požadavkům měření. V bakalářské práci byla použita přenosná řetězová pila, která vykazovala značné provozní opotřebení. Konkrétně šlo o to, že daná pila použitá pro laboratorní šetření, nebyla schopná udržet konstantní otáčky motoru. Při zahřátí motoru řetězové pily začaly otáčky značně kolísat, což zcela jistě zapříčinilo nepřesnosti v měření. Z toho důvodu byla pro měření vybrána pila, která prošla generální opravou, provedenou zaměstnanci ÚLDT. Pila byla po generální opravě seřízena, odzkoušena a připevněna na měřící rám. 39

Technická specifikace použité řetězové pily: Motorová pila Husqvarna 242XP osazena jednoválcovým zážehovým vzduchem chlazeným motorem o daných technických parametrech. Technické parametry: - obsah motoru: 42 cm3 , zdvih: 30 mm, průměr pístu: 42 mm - výkon motoru: 2,1 kW (2,9 PS) při 9900 ot/min-1, volnoběžné otáčky: 2700 ot/min-1 - zapalování: SEM AM 7 - karburátor: WALBRO HDA 98 - rychlost řetězu: 19,1 m/s-1 při 9900 ot/min-1 - délka lišty: 28 – 46 cm, šířka drážky vodící lišty: 1,5 mm nebo 1,3 mm, - rozteč řetězu: .325 (0,8255 mm)

– rozteč řetězu – aritmetický průměr dvou vzdáleností mezi třemi sousedícími nýty (ČSN ISO 6531 Lesnické stroje – přenosné řetězové pily – Slovník, 1997)

Obr. 39 Rozteč řetězu motorové pily

- spojka: třecí odstředivá, záběr spojky od 3900 ot/min-1 - váha pily bez náplní a neosazená lištou a řetězem: 4,7 kg •

Silové čidlo – čidlo snímající přes silový řetěz sílu zpětného vrhu. Čidlo

bylo propojeno s počítačem, který zaznamenával výsledky měření. •

Otáčkoměr – přístroj k měření otáček motoru řetězové pily. Pro měření

byl použit přístroj od firmy Stihl. 40

•

Počítač – obsahující software DEWESoft, který slouží k zaznamenávání

silových měření, nebo k vyhodnocování míry vibrací, hluku atd. Software je produktem společnosti DEWEtron, která se zabývá vývojem a výrobou měřících a testovacích zařízení. Technické údaje o softwaru DEWESoft: Program je vytvořen s jasným záměrem, že měřicí technik je od toho aby měřil a předával výsledky ve srozumitelné a přehledné podobě a neměl by se zabývat zdlouhavým programováním konkrétních aplikací. Program obsahuje následující části: konfiguraci celého systému, různé typy zobrazení naměřených dat, jejich ukládání, analýzu a export. Konfigurace systému zahrnuje nastavení sériové komunikace použité pro řízení jednotlivých modulů, nastavení parametrů zabudované multifunkční karty – sytém umožňuje použití karet firem National Instruments, Data Translation nebo Microstar

–

a

samotnou

konfiguraci

reálných

modulů.

Při

použití

programovatelných modulů DAQP nebo PAD spočívá konfigurace ve spuštění funkce „Scan modules“ a systém zobrazí skutečné uspořádání. Program je schopen identifikovat až 255 kanálů. Nastavení samotných modulů zahrnuje možnost volby vstupní citlivosti a frekvenčního rozsahu, zápisu názvu kanálu, měřené fyzikální veličiny, kalibrační přepočet a volbu zobrazení střední, efektivní, minimální a maximální hodnoty (platí pro stejnosměrné i střídavé části signálu). Konfigurační část zahrnuje i volbu vzorkovací rychlosti, závislé na použité kartě a aktivaci spouštění záznamu dat při výskytu nastavených příznaků. Zobrazení měřených dat lze použít ve formě digitálních ukazatelů, osciloskopické obrazovky a zapisovače v časové oblasti nebo v souřadnicích x-y. Digitální ukazatele lze v případě potřeby rozmístit na pozadí obrazu testovaného technologického celku podle skutečné polohy jednotlivých měřených míst. V případě osciloskopického zobrazení lze na monitoru umístit až čtyři obrazovky, každou se samostatně nastavitelnou časovou osou a s libovolnými kanály. Totéž platí pro obrazovky zapisovače s tím, že na ose x lze volit zobrazení relativního nebo absolutního času. Nezávislost nastavení jednotlivých obrazovek má výhodu v možnosti současného sledování rychlých a pomalých průběhů – typický příklad je monitorování kvality sinusového průběhu síťového napětí a současně kolísání jeho efektivní hodnoty. 41

Zobrazení v souřadnicovém systému x-y umožňuje samozřejmě výběr libovolných kanálů na jednotlivé osy. V této části lze též ukládat měřená data na disk, a to hned několika způsoby. Nejjednodušší je ručně myší stisknutím tlačítek STORE a STOP, nebo podle zadaných podmínek z libovolného vybraného analogového kanálu a konečně externím digitálním signálem. Současně při záznamu dat lze ukládat též značky, jejichž seznam s přiloženým časem, kdy byly generovány, je k dispozici. Rozeznáváme tři typy značek – stisknutí klávesnice, psaný komentář a mluvený komentář. Další skupina funkcí provádí analýzu zaznamenaných dat. K dispozici FFT analýza, výpočet a zobrazení orbitů a funkce frekvenční odezvy. V analyzačním módu lze data exportovat v odpovídajících formátech do dalších programů, např. FlexPro, Ideas-UNV nebo Ideas-ATI, Microsoft Excel případně do textového souboru ASCII. (20.2.2013, http://www.dewetron.com/cz/produkte/komponenten/software/dewesoft/)

5.1.2. Vzorky pro měření Vzorky použité při měření byly zvoleny z běžné domácí dřeviny Picea abies (Smrk ztepilý). Vzorky byly krajinová prkna na vzduchu proschlá. Rozměry prken: SM – 900x400x25mm (délkaXšířkaXtloušťka)

5.2. Vlastní měření míry zpětného vrhu 5.2.1 Měřící skupina - měřící skupina - pro měření síly zpětného vrhu laboratorní analýzou byla utvořena tříčlenná skupina. Skupina byla tvořena jednou osobou, která obsluhovala počítač a další osobou, která se starala o chod ruční motorové řetězové pily. Mezi tyto úkony spadalo uvedení řetězové pily do chodu nastartováním, pomocí volnoběžného šroubu (označeného T na levém boku ruční motorové řetězové pile) regulace otáček pily na potřebné hodnoty a následné uvedení pily do klidu vypnutím. Operace regulace otáček pily vyžadovala i obsluhu přístroje pro měření otáček motoru. Třetí osoba obsluhovala závěs pákového mechanismu, do kterého byl pomocí šroubů upnut měrný vzorek. Zajišťovala spouštění měrného vzorku přes kladkový mechanismus tak, aby došlo ke zpětnému vrhu přenosné řetězové pily a aby byl vzorek spouštěn vždy ze stejné úvrati. Tím bylo docíleno přesnějších dat měření. 42

5.2.2. Popis dílčích operací měření zpětného vrhu - uchycení vzorku – pro uchycení měrného vzorku sloužila posuvná část na měřícím rámu. Byl to příčník ze železného U-profilu, který se dal posouvat ve směru ke špičce motorové pily (ve směru podélné osy řetězové pily). Pro zajištění bezpečnosti a přesnosti měření byl opatřen šrouby, které sloužili k pevnému spojení k měřícímu rámu. Měrný vzorek byl na příčníku připevněn pomocí druhého U-profilu opatřeného šrouby pro uchycení měrného vzorku, který byl spojen s příčníkem pomocí posuvného závěsu. Železný U-profil, který zajišťoval uchycení měrného vzorku, měl pomocí posuvného závěsu schopnost pohybu kolmo na podélnou osu řetězové pily. Měrný vzorek byl v jeho horní části provrtán. Vzniklým otvorem bylo provlečeno lanko a zajištěno. Pomocí lanka byla přenášena tahová síla závaží, přes kladkový mechanismus na měrný vzorek, kde díky pákovému mechanismu způsobila přítlak měřícího vzorku směrem ke špičce lišty přenosné řetězové pily. - nastavení softwaru počítače – po spuštění softwaru, bylo potřeba jej nastavit na silové měření a vyčkat, až software zkalibruje silové čidlo. Po kalibrování se založila nová složka pro měření, která se pro přehlednost nazvala zkratkou dřeviny, pro kterou byla založena a číslem, které označovalo, úhel naostření měřeného řetězu. Po těchto úkonech bylo možné započít měření. Pro optickou kontrolu probíhajícího měření se nastavilo zobrazení křivky silového měření na obrazovku monitoru. - uvedení řetězové pily do chodu – uvedení do chodu tzv. nastartování bylo provedeno klasickým manuálním způsobem, kdy obsluha řetězové pily zatáhla za startovací šňůru a tím uvedla motor řetězové pily do chodu. Po uvedení řetězové pily do chodu bylo zapotřebí zregulovat otáčky motoru na potřebnou hodnotu. V případě našeho měření byly ideální otáčky zvoleny na 8000 ot/min-1. Tato operace se prováděla pomocí tenkého šroubováku. S jehož pomocí se otáčelo šroubem, který slouží k regulaci volnoběžných otáček, až se otáčky zvýšily až na požadovaných 8000 ot/min-1. - přítlak měrného vzorku na špičku lišty – tato operace byla ze všech operací měření zpětného vrhu řetězové pily nejvíce riziková. Z tohoto důvodu bylo zapotřebí dbát zvýšené opatrnosti, aby nikdo nebyl zraněn. V bakalářské práci při této operaci obsluha přikládala měrný vzorek, uchycený šrouby k měřící části rámu na špičku lišty řetězové pily. Tímto byl vyvolán zpětný vrh řetězové pily, který byl přenesen na silové čidlo, které zaznamenalo jeho průběh. Po zaznamenání měření obsluha oddálila měrný vzorek 43

od špičky lišty řetězové pily, v posuvném závěsu posunula měrný vzorek a postup měření opakovala. Díky tomu, že obsluha pákového mechanismu nemohla z hlediska lidského faktoru zajistit vždy stejné podmínky přítlaku měrného vzorku, docházelo ke vzniku nepřesností pří laboratorním měření. Z tohoto důvodu byl měřící rám upraven, tak, že byl osazen kladkovým mechanismem. Tento mechanismus zaručoval spouštění vždy ze stejné předem nastavené úvrati, tím docházelo k eliminaci chyb měření způsobených lidským faktorem. Tímto vylepšením došlo také ke značnému zvýšení bezpečnosti práce při měření. - analýza měření – po ukončení měření obsluha počítače pomocí softwaru vyhodnotila výsledky měření. Výsledky software automaticky uložil na pevný disk počítače, pro potřebu dalšího zpracování. Výsledky měření byly přepočteny z důvodu rozdílné velikosti rázové síly působící na špičce lišty přenosné pily a páce měřícího zařízení ÚLDT. Přepočet se provedl pomocí trojčlenky, kde se počítalo s následujícími daty. Vzdálenost mezi špičkou lišty přenosné pily a tyčovým čepem, který sloužila jako osa. Teoreticky by kolem této tyče špička lišty mohla opsat kružnici o určitém poloměru. Tato vzdálenost byla u klasického řetězu 42,5 cm a u systému POWERSharp 44 cm. Dále byla pro výpočet použita délka páky měřícího zařízení ÚLDT, která měnila otáčivou sílu konanou zpětným vrhem na sílu posuvnou. Délka páky byla 23 cm.

Příklad výpočtu síly působící na špičce:

0,23*111,1= 25,553 => 25,553/0,425 = 60,125 Kde: • 0,23 je délka páky převedená na metry (základní jednotka délky) • 111,1 hodnota měření v N (Newton) • 25,553 výsledek, který byl následně dále použit pro další výpočet • 0,425 vzdálenost mezi čepem a špičkou lišty převedená na metry • 60,125 výsledek

44

Pomocí toho přepočtu byla zjištěna síla působící na špičce lišty přenosné pily v okamžiku vzniku zpětného vrhu.

5.2.3. Vlastní postup měření míry zpětného vrhu s řetězy dlátovitého tvaru řezacích článků Měřící rám byl umístěn volně na podlahu tak, aby kolem něho byl dostatečný prostor pro pohyb osob provádějících měření. Na měřící rám se umístilo silové čidlo, které se pomocí silového řetězu propojilo s měřící částí rámu. Na motorovou řetězovou pilu se nasadila vhodná lišta a ta se následně osadila řetězem. Pro měření byly použity dva předpřipravené řetězy, jejichž úhly řezacích článků byly přebroušeny na hodnoty 10° a 45° a jeden, který byl ponechán v originálním stavu. Hodnota úhlu řezacího článku tedy odpovídala 30°. Sled použití řetězů, které se lišily pouze úhlem naostření řezacích článků, nebyl podstatný. V našem případě byl pro měření jako první použit řetěz, na kterém byly řezací články naostřeny na úhel 10O. Po osazení řetězové pily lištou a potřebným řetězem se zkontrolovaly a doplnily provozní kapaliny. Pro pohon motoru byl použit benzín, a to bezolovnatý Natural 95 mísený v poměru 1:50 s mazacím olejem určeným pro mazání dvoutaktních motorů. Další provozní kapalinou byl olej určený pro mazání řetězu a lišty řetězové pily. Byl použit biologicky odbouratelný olej určený pro mazání řezacích částí řetězových pil. Po doplnění provozních kapalin se řetězová pila upevnila pomocí šroubů k měřícímu rámu. Jako místo spojení řetězové pily a měřícího rámu posloužilo místo kde původně byla přední rukojeť řetězové pily. Přední rukojeť musela proto být odstraněna. Po umístění motorové řetězové pily na měřící rám se do prostoru, kde by mohlo dojít ke střetu řetězu motorové pily s podlahou, umístila ochranná podložka. V našem případě byla použita dřevotřísková deska. Následně se do měřící části rámu upevnil měrný vzorek určený pro zkušební měření. Dále se provedlo zkušební uvedení řetězové pily do chodu a následné přiložení měrného vzorku na špičku lišty. Bylo nutné provést nastavení vzdálenosti mezi špičkou lišty a měrným vzorkem. Operace nastavení vzdálenosti probíhala následovně. Po uvolnění šroubů na posuvném příčníku se měřící část posouvala směrem ke špičce lišty řetězové pily tak, aby měřený vzorek byl v okamžiku styku se špičkou lišty řetězové pily v úhlu 90O s podélnou osou měřícího rámu. Tím bylo docíleno ideálních podmínek pro vznik zpětného vrhu. Po nastavení vzdálenosti byly šrouby na posuvném příčníku utaženy, aby byla zajištěna nastavená vzdálenost. Dále bylo zapotřebí nastavit omezovací hrazdu kladkového mechanismu, tak aby bylo docíleno vždy stejných 45

podmínek. Povolením aretačních šroubů se dalo s hrazdou pohybovat okolo osy jejího otáčení (0° - 90°). Hrazda byla nastavena dle úhloměru na hodnotu 45°. Tato hodnota byla stanovena jako optimální z důvodu vzniku podmínek pro měření zpětného vrhu. Po nastavení hrazdy došlo k utažení aretačních šroubů a tím bylo docíleno zajištění hrazdy v námi požadované poloze. Po nastavení hrazdy byl měrný vzorek spojen lankem s kladkovým mechanismem. Po ukončení zkušebního uvedení řetězové pily do chodu se pomocí datového kabelu zajistilo propojení silového čidla s počítačem. Silové čidlo bylo opatřeno vlastním napájením ze sítě, tak bylo potřeba zapojit čidlo samostatně do elektrické sítě. Po spuštění počítače byl načten software DEWESoft. V „nastavení měření“ bylo nastaveno měření síly. Po této operaci se software automaticky zkalibroval. Dále byla založena složka měření označena „SM_10“. SM jako oficiální zkratka pro dřevinu Picea abies (Smrk ztepilý) a číslice, která udávala úhel naostření řezacích článků řetězu. Zkušební měrný vzorek byl následně vyměněn za vzorek, na kterém se provádělo již zaznamenávané měření. Tímto bylo celé zařízení připraveno k měření. Pracovník zajišťující obsluhu pákového mechanismu rukou odtlačil měrný vzorek, který byl již pevně uchycen a připraven k měření a držel ho ve výchozí pozici. Tato pozice byla z jedné strany limitována špičkou lišty přenosné řetězové pily a ze strany druhé omezovací hrazdou (pomyslná výseč chodu pákového mechanismu 90°-130°). Pracovník, který zajišťoval obsluhu motorové řetězové pily, uvedl pilu do chodu. Následně k pile přiložil zařízení k měření otáček motoru a zreguloval otáčky na potřebnou hodnotu (8000 ot/min-1). Obsluha počítače zajistila zpuštění měření a sledovala průběh měření. Pracovník, který zajišťoval styk měrného vzorku se špičkou lišty řetězové pily pomocí pákového mechanismu, opatrně provedl tuto operaci. Pustil měrný vzorek, který tak byl tahovou silou závaží, přes kladkový mechanismus, uveden v pohyb směrem ke špičce lišty přenosné řetězové pily. Při této operaci vznikl zpětný vrh. Po ukončení průběhu zpětného vrhu vzorek oddálil od lišty řetězové pily, v pantu závěsu měřící části rámu posunul měrný vzorek a pokračoval v dalším měření. Posunem byly zajištěny stejné podmínky pro vznik zpětného vrhu. Tímto způsobem bylo na daném vzorku provedeno dvanáct řezů, na kterých se zaznamenávala síla zpětného vrhu. Po ukončení měření pracovník, který obsluhoval počítač, provedl analýzu měření. Ta byla provedena automaticky pomocí softwaru DEWESoft. Z počítačové analýzy byly použity data pro zpracování výsledků. Jednalo se o data 46

maximální síly zpětného vrhu. Maximální hodnoty se odečetly od nulové hodnoty a tím byla zjištěna výsledná hodnota jednotlivých měření. Hodnoty měření byly v jednotkách síly N (Newton). Tyto jednotky se následně přepočítaly na jednotky daN (dekanewtony). Převodní vztah pro přepočet 10 N = 1 daN. Po ukončení měření jedním řetězem (úhel naostření řezacích článků řetězu 10°) na jednom měrném vzorku byl řetěz vyměněn za řetěz druhý (úhel naostření řezacích článků řetězu 30°). Měřící vzorek byl uvolněn a otočen o 180° kolem vertikální osy z důvodu jeho plné využitelnosti. Poté byl vzorek znovu utažen a spojen pomocí lanka s kladkovým mechanismem. Následoval sled dvanácti měření s tímto řetězem, následná analýza a výměna za řetěz třetí (úhel naostření řezacích článků řetězu 45°). Také měřící vzorek byl manipulován. Jednalo se o otočení o 180° tentokrát kolem vertikální osy. Následoval opět sled dvanácti měření, analýza a nyní i nutná demontáž celé řezací části přenosné řetězové pily. Tedy demontáž řetězu i lišty z důvodu montáže samobrusného systému POWERsharp.

5.2.4. Vlastní postup měření míry zpětného vrhu se samobrusným systémem POWERsharp Metodika postupu měření míry zpětného vrhu systému POWERsharp byla započata samotnou montáží systém POWERsharp na přenosnou řetězovou pilu použitou při laboratorním měření. Měrný vzorek sloužící pro měření byl vyměněn za vzorek zkusný. Následně byl pákový mechanismus na zkusném vzorku nastaven na úhel 90° (úhel styku měrného vzorku se špičkou lišty přenosné řetězové pily). Po povolení šroubů, které zajišťovali spojení kladkového mechanismu s rámem, se kladkový mechanismus posunul stejným směrem a o stejnou vzdálenost jako mechanismus pákový. Jednalo se o vzdálenost 2 cm směrem od špičky lišty. Tato změna vzdálenosti obou mechanismů byla zapříčiněna změnou poloměru otáčení, tedy vzdálenosti mezi špičkou lišty přenosné řetězové pily a tyčovým čepem, který sloužil jako osa. Tato změna vzdálenosti byla zapříčiněna větší délkou řetězu POWERsharp než řetězů Stihl RM25. Po nastavení vzdálenosti kladkového mechanismu byly dotaženy šrouby a tím byl kladkový mechanismus pevně spojen s měřícím rámem. Povolením aretačních šroubů na kladkovém mechanismu byla omezovací hrazda uvolněna a následně nastavena na úhel 45°, dle úhloměru. Následovala kontrola utažení všech šroubů a pokusné měření. Po ukončení pokusného měření byl zkusný vzorek vyměněn 47

za měrný vzorek, na kterém byly uskutečněny již předchozí měření s řetězy Stihl RM25 (s úhly naostření řezacích článků 10°, 30° a 45°). Vzorek byl upevněn do pákového mechanismu a byl zkontrolován úhel omezovací hrazdy, tak aby byla dodržena stejná úvrať jako u řetězů Stihl RM25. Následoval sled dvanácti měření, počítačová analýza pomocí softwaru DEWESoft a zhodnocení výsledků měření.

5.3. Postup měření aktuálního výkonu motorové pily Zjištění aktuálního výkonu motorové řetězové pily použité pro měření bylo nezbytné pro následné zpracování výsledků měření. Technické parametry udávané výrobcem se již nedaly považovat za relevantní z důvodu opotřebení jednotlivých částí motorové řetězové pily běžným provozem.

5.3.1. Pomůcky pro měření aktuálního výkonu motorové pily •

Silové čidlo – čidlo snímající přes silový řetěz sílu aktuálního výkonu motorové

pily. Čidlo bylo propojeno s počítačem, který vyhodnocoval výsledky měření. •

Otáčkoměr – přístroj k měření otáček motoru řetězové pily. Pro měření

byl použit přístroj od firmy Stihl. •

Počítač – obsahující software DEWESoft, který slouží pro vyhodnocení,

jak silových měření, tak např. i k měření vibrací, hluku atd. Software je produktem společnosti DEWEtron, která se zabývá vývojem a výrobou měřících a testovacích zařízení. •

Motorová pila – pro měření byla použita motorová pila značky Husqvarna.

Konkrétně se jednalo o typ 242XP. Jednalo se o stejnou pilu, která byla použita při zjišťování míry zpětného vrhu. Pily byla osazena lištou a řetězem. Typ řetězu nebyl podstatný, neboť sloužil pouze pro zjištění aktuálního výkonu motorové pily tahem. •

Silový řetěz – ten sloužil jako medium, které přenášelo aktuální výkon motorové

pily na silové čidlo. •

Pracovní stůl - opatřený dvěma dílenskými svěráky. Do jednoho svěráku bylo

upevněno silové čidlo a do svěráku druhého, který byl připevněn ke stejnému pracovnímu stolu, byla upevněna motorová řetězová pila.

48

5.3.2. Měřící skupina - měřící skupina – pro měření aktuálního výkonu motorové pily byla vytvořena pracovní skupina skládající se ze dvou pracovníků. První pracovník obstarával chod motorové pily a zjišťoval aktuální výši otáček motoru pomocí otáčkoměru. Druhý pracovník obstaral obsluhu počítače a současně sledoval nejvyšší naměřenou hodnotu výkonu motorové pily.

5.3.3. Popis dílčích operací měření aktuálního výkonu motorové pily - uchycení motorové pily – motorová pila byla upevněna do dílenského svěráku. Částí, která byla přímo sevřena, byla lišta motorové pily. Dotažení dílenského svěráku bylo provedeno až po zkontrolování zda nemůže dojít ke kontaktu řezacích článků řetězu motorové pily se svěrákem. - uchycení silového čidla – silové čidlo bylo upevněno do druhého dílenského svěráku. Tak, aby snímač silového čidla směřoval k liště motorové pily. - zahřátí motorové pily – pro zjištění aktuálního výkonu motorové pily bylo potřeba, aby pila byla v rozmezí provozních teplot. U studené pily by hrozilo, že kdyby byla vystavena nadměrnému zatížení za studena, mohlo by dojít k poškození jednotlivých částí. - propojení motorové pily a silového čidla – propojení bylo zajištěno silovým řetězem. K silovému čidlu byl připojen pomocí speciálního šroubu, který byl součástí silového čidla. K motorové pile, respektive k její řezací části byl silový řetěz připojen pomocí nýtového spojení řetězu s jedním s článků řetězu motorové pily - měření síly – po nastartování pily, která byla již v provozní teplotě, se započalo měření. Jeden pracovní přidával plyn motorové pily, dokud nedosáhla maximálního výkonu. Po dosažení maximálního výkonu motoru spojka motorové pily proklouzla, aby nedošlo přetížení, nebo udušení motoru. Stejný pracovník zjišťoval pomocí otáčkoměru maximální dosažené hodnoty otáček motoru. Druhý pracovník prováděl obsluhu počítače a zaznamenával hodnoty maximálních otáček motoru pily. Tyto hodnoty mu hlásil pracovník, který přímo měřil hodnoty otáček na motorové pile. - vyhodnocení měření – po ukončení měření byl pomocí softwaru počítače vyhodnocen aktuální výkon motorové pily použité pro měření míry zpětného vrhu. 49

5.3.4. Vlastní postup měření aktuálního výkonu motorové pily Jako první úkon bylo zvoleno řešení spojení řetězu motorové pily se silovým řetězem pro zajištění přenosu síly na silové čidlo. To bylo provedeno následovně. Řetěz určený pro měření byl roznýtován a znovu snýtován s tím, že do prostoru mezi článkem řetězu, který byl určen pro spojení a nýtem, byl vložen pásek vystřižený z plechu. Tento plechový pásek byl ohnut do tvaru podkovy a na svých koncích provrtán. Tento vytvořený segment sloužil pro bezpečné propojení řetězu motorové pily a silového čidla. Segment byl vytvořen z plechu o jmenovité tloušťce 1 mm. Po snýtování se řetěz nasadil na lištu motorové pily. Dále do dílenského svěráku, kterým byl osazen pracovní stůl, byla uchycena pomocí čelistí svěráku motorová pila. Pila byla do svěráku upevněna přes lištu. Toto bylo nejlepší řešení jak z hlediska efektivity, tak z hlediska bezpečnosti. Při náhodném přetížení sevření lišty, by proti vytržení pily ze svěráku kinetickou energií stála konstrukce motorové pily, která by se opřela o čelisti dílenského svěráku. Dále bylo do druhého svěráku uchyceno silové čidlo. Směr snímače silového čidla byl ve stejné ose jako lišta motorové pily. Silové čidlo bylo pak propojeno pomocí datového kabelu s počítačem. Kabel napájení silového čidla byl zapojen do elektrické sítě. Po zpuštění softwaru DEWESoft proběhla automatická kalibrace silového čidla. V „nastavení měření“ bylo nastaveno měření síly. Dále byla vytvořena složka měření „MERENI_VYKON“. Tímto bylo vše připraveno pro započetí měření. Pro zajištění provozní teploty pracovník obsluhující motorovou pilu nastartoval a ponechal ve volnoběžných otáčkách. Zahřátí pily na provozní teplotu bylo důležité zejména, aby výsledky naměřeného výkonu odpovídaly výkonu při měření míry zpětného vrhu, kdy pila pracovala v rozmezí pracovních teplot. Velmi důležité bylo při procesu zahřívání pily mít zabrzděnou bezpečnostní brzdu pily. Při přenosu točivého momentu motoru přes třecí odstředivou spojku na řetěz by hrozil kontakt vytvořeného segmentu, který byl určen pro spojení se silovým řetězem s krytem spojky, nebo se zachycovačem přetrženého řetězu. To by mohlo způsobit poškození částí motorové pily, nebo přetržení řetězu. Po zahřátí byla motorová pila pomocí řetězu propojena se silovým čidlem. Na straně u čidla pomocí speciálního šroubu, který byl součástí čidla a na straně druhé pomocí běžného šroubu. Ten zajistil spojení konce řetězu se segmentem vytvořeným na článku řetězu motorové pily. Pak již pracovník

obsluhující

počítač

započal

měření

spuštěním

programu

přednastaveného pro silové měření. Pracovník obstarávající chod pily pilu nastartoval 50

a okamžitě přidal plyn na maximální možné otáčky. Zároveň pomocí otáčkoměru měřil maximální otáčky, které byl motor schopen vyvinout. Tyto hodnoty maximálních otáček motoru hlásil obsluze počítače, která je zaznamenala. Pro ověření se toto měření třikrát opakovalo. Zjištěné data měření počítač zanalyzoval a dále byly použity pro účely zjišťování míry zpětného vrhu motorové pily.

5.4. Měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy Zjištění síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy bylo provedeno z důvodu zjištění potřebné síly zpětného vrhu.

5.4.1. Pomůcky pro měření •

Přenosná řetězová pila - Husqvarna XP242 použitá při předcházejícím měření

•

Silové čidlo – pro toto měření bylo čidlo umístěno do dílenského svěráku

snímačem kolmo vzhůru. Na snímač byla přiložena podložka, na kterou se volným pádem pouštěla lišta přenosné řetězové pily. •

Počítač – se softwarem DEWESoft, pro analýzu naměřených dat.

•

Krycí podložka – proti poškození snímače silového čidla, bylo použito dřevěné

prkno nespecifických rozměrů •

Pracovní stůl – stůl byl opatřen dílenským svěrákem, do kterého bylo upnuto

silové čidlo.

5.4.2. Měřící skupina - měřící skupina - byla tvořena dvěma pracovníky. Jeden pracovník obsluhoval počítač. Nastavil software na potřebný režim měření a sledoval průběh měření na obrazovce monitoru. Po ukončení měření vyhodnotil pomocí softwaru výsledky. Druhý pracovník obsluhoval přenosnou řetězovou pilu. Obsluha spočívala v usměrnění volného pádu lišty přes krycí podložku na silové čidlo.

5.4.3. Popis operací měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy - uchycení silového čidla – silové čidlo bylo upevněno do dílenského svěráku snímačem kolmo vzhůru. Na snímač byla umístěna krycí podložka, která sloužila jako ochranná

51

pomůcka proti poškození silového čidla. Na tuto podložku při měření přímo dopadala špička lišty přenosné pily. - měření síly – po spuštění měření v programu DEWESoft, byla volným pádem puštěna špička lišty přenosné pily na krycí podložku, která sílu přenesla na silové čidlo. Před každým pokusem byla pomocí svinovacího metru odměřena výška pádu a zaznamenána. Bylo provedeno pět zkusných měření se změnou výšky, ze které byla pila pouštěna. - vyhodnocení měření – po ukončení měření byla pomocí softwaru počítače vyhodnocena data, která byla následně použita ke zpracování.

5.4.4. Vlastní postup měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy řetězu Jako první operace bylo provedeno spuštění softwaru DEWESoft a jeho nastavení na silové měření. Dále bylo silové čidlo umístěno do dílenského svěráku a pěvně utaženo. Poté byla na silové čidlo umístěna krycí podložka, jako ochrana čidla, která zároveň

sloužila jako

plocha pro

dopad

špičky lišty přenosné pily.

Čidlo se pomocí datového kabelu propojilo s počítačem a pomocí napájecího kabelu bylo zapojeno do elektrické sítě. Pracovník obsluhující počítač nejdříve odměřil výšku špičky lišty nad krycí podložkou, zaznamenal ji, spustil měření a pozoroval průběh na obrazovce monitoru. Pracovník obsluhující přenosnou pilu ji uchopil dané výšce nad silovým čidlem a pak uvolnil ruku, která držela přední rukojeť. Pila volným pádem dopadla špičkou lišty na krycí podložku a ta sílu přenesla na snímač silového čidla. Tento postup se opakoval pětkrát se změnou výšky a průběžným zaznamenáváním výšky, při které byla již aktivovaná bezpečnostní brzda. Po ukončení měření, byla výsledná data zpracována počítačem, a dále použita.

52

6.

Výsledky Výsledky měření míry zpětného vrhu byly převedeny z jednotek síly

N (Newton) na jednotky rázové síly daN (dekanewton). Pro převedení platí převodní vztah 10N = 1daN. Pro lepší představu by se rázová síla v dekanewtonech dala prezentovat 1:1 jako kilogram. Z důvodu působení rozdílných sil na špičce lišty řetězové pily a na páce měřícího zařízení se výsledky měření přepočetly. Pro přepočet se použila trojčlenka. Z důvodů ideální konstrukce měřícího zařízení ÚLDT, kde páka přenášející sílu zpětného vrhu na silové čidlo je dlouhá 23cm a je tudíž identická se vzdáleností mezi přední a zadní rukojetí motorové pily Husqvarna XP242 nebylo potřeba pro výpočet síly působící na obsluhu přenosné pily přepočtu. Výsledky měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy jsou zpracovány v následující tabulce. Tabulka 2 Výsledky měření síly potřebné k sepnutí brzdy řetězu

číslo pokusu 1 2 3 4 5

výška pádu (cm) 20 25 30 35 40

hodnoty měření (N) 148,8 156,4 163,9 170,7 176,1

aktivace brzdy bez aktivace bez aktivace aktivace aktivace aktivace

Dle výsledků leží hodnota odpovídající síle potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy síla mezi 156,4 N (Kdy ještě nebyla brzda aktivována) a 163,9 N (kdy již brzda aktivována byla). Někde mezi těmito mezními hodnotami se nachází hodnota, při které dojde k aktivaci bezpečnostní brzdy. Rozmezí činí 7,5 N. Po přepočtení 0,75 daN. Při měření, ani v jednom případě, se naměřené hodnoty nedostaly do tohoto rozpětí a tím pádem ani nebyla aktivována bezpečnostní brzda.

53

6.1. Výsledky měření

Tabulka 3 Dřevina SMRK, úhel naostření řezacích článků 10°, při 8000 ot.min-1

Dřevina SM 10

Naměřené hodnoty (N)

Síla na špičce (N)

Síla působící na pracovníka (N)

daN

1.

201,3

108,94

201,3

20,1

2. 3. 4. 5.

185,6 191,9 180,8 208,3

100,44 103,85 97,84 112,73

185,6 191,9 180,8 208,3

18,6 19,2 18,1 20,8

6.

206,4

111,7

206,4

20,6

7.

195,1

105,58

195,1

19,5

8.

209,6

113,43

209,6

21,0

9.

203,4

110,08

203,4

20,3

10.

210,1

113,7

210,1

21,0

11.

189,3

102,44

189,3

18,9

12.

200,9

108,72

200,9

20,1

Tabulka 4 Dřevina SMRK, úhel naostření řezacích článků 30°, při 8000 ot.min-1

Dřevina SM 30

Naměřené hodnoty (N)

Síla na špičce (N)

Síla působící na pracovníka (N)

daN

1.

13,1

7,09

13,1

1,3

2. 3. 4. 5.

7,9 18,1 8,9 18,7

4,28 9,8 4,82 10,12

7,9 18,1 8,9 18,7

0,8 1,8 0,9 1,9

6.

12,1

6,55

12,1

1,2

7.

13,8

7,47

13,8

1,4

8.

12,9

6,98

12,9

1,3

9.

14,6

7,9

14,6

1,5

10.

11,8

6,39

11,8

1,2

11.

8,9

4,82

8,9

0,9

12.

11,3

6,12

11,3

1,1

54

Tabulka 5 Dřevina SMRK, úhel naostření řezacích článků 45°, při 8000 ot.min-1

Dřevina SM 45

Naměřené hodnoty (N)

Síla na špičce (N)

Síla působící na pracovníka (N)

daN

1.

139,9

75,71

139,9

14,0

2. 3. 4. 5.

155,6 140,1 150,3 142,3

84,21 75,82 81,34 77,01

155,6 140,1 150,3 142,3

15,6 14,0 15,0 14,2

6.

148,9

80,58

148,9

14,9

7.

151,1

81,77

151,1

15,1

8.

150,2

81,28

150,2

15,0

9.

148,1

80,15

148,1

14,8

10.

142,4

77,06

142,4

14,2

11.

155,6

84,21

155,6

15,6

12.

150,1

81,23

150,1

15,0

Tabulka 6 Dřevina SMRK, Oregon POWERSharp, při 8000 ot.min-1

Dřevina SM PWS

Naměřené hodnoty (N)

Síla na špičce (N)

Síla působící na pracovníka (N)

daN

1.

8,1

4,23

8,1

0,8

2. 3. 4. 5.

5,7 7 5,2 7,5

2,98 3,66 2,72 3,92

5,7 7 5,2 7,5

0,6 0,7 0,5 0,8

6.

5,8

3,03

5,8

0,6

7.

6,8

3,55

6,8

0,7

8.

7,4

3,87

7,4

0,7

9.

8,5

4,44

8,5

0,9

10.

5,3

2,77

5,3

0,5

11.

9

4,7

9

0,9

12.

5,2

2,72

5,2

0,5

55

6.2. Výsledky měření pro statistické vyhodnocení Pro statistické vyhodnocení vlivu úprav pilových řetězů motorových pil a jejich vlivu na zpětný vrh přenosné řetězové pily byly vybrány dva řetězy. Jako zástupce klasických řetězů, byl vybrán řetěz Stihl RM25, který byl naostřen na originálních 30°. Tento řetěz byl vybrán jako zástupce řetězů klasické (dlátovité) konstrukce z důvodu nejnižších dosahovaných hodnot zpětného vrhu při laboratorním měření. Jako zástupce nového konstrukčního směru byl vybrán řetěz samobrusného systému POWERSharp od firmy Oregon. V tomto šetření bylo provedeno deset měření, která byla dále doplněna o data z předchozího měření, z důvodu potřeby většího počtu dat pro statistické vyhodnocení. Výsledky byly zpracovány pomocí softwaru DEWESoft, vyhodnoceny a následně statisticky vyhodnoceny. Tabulka 7 Dřevina SMRK, úhel naostření řezacích článků 30°, měření č.2, při 8000 ot.min-1

Dřevina SM 30 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

Naměřené hodnoty (N) 7,1 10,3 12,7 10,2 11,5 8,8 12 9,9 8 7,3 13,1 7,9 18,1 8,9 18,7 12,1 13,8 12,9 14,6 11,8 8,9 11,3

Síla na špičce (N) 3,84 5,57 6,87 5,52 6,22 4,76 6,49 5,36 4,33 3,95 7,09 4,28 9,8 4,82 10,12 6,55 7,47 6,98 7,9 6,39 4,82 6,12 56

Síla působící na pracovníka (N) 7,1 10,3 12,7 10,2 11,5 8,8 12 9,9 8 7,3 13,1 7,9 18,1 8,9 18,7 12,1 13,8 12,9 14,6 11,8 8,9 11,3

daN 0,7 1,0 1,3 1,0 1,2 0,9 1,2 1,0 0,8 0,7 1,3 0,8 1,8 0,9 1,9 1,2 1,4 1,3 1,5 1,2 0,9 1,1

Tabulka 8 Dřevina SMRK, Oregon POWERSharp, měření č.2, při 8000 ot.min-1

Dřevina SM PWS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

Naměřené hodnoty (N) 7,9 7,8 8 8,7 6,8 8 6,8 9 8 8,4 8,1 5,7 7 5,2 7,5 5,8 6,8 7,4 8,5 5,3 9 5,2

Síla na špičce Síla působící na (N) pracovníka (N) 4,13 7,9 4,13 7,8 4,18 8 4,56 8,7 3,55 6,8 4,18 8 3,55 6,8 4,7 9 4,18 8 4,39 8,4 4,23 8,1 2,98 5,7 3,66 7 2,72 5,2 3,92 7,5 3,03 5,8 3,55 6,8 3,87 7,4 4,44 8,5 2,77 5,3 4,7 9 2,72 5,2

57

daN 0,8 0,8 0,8 0,9 0,7 0,8 0,7 0,9 0,8 0,8 0,8 0,6 0,7 0,5 0,8 0,6 0,7 0,7 0,9 0,5 0,9 0,5

6.3. Statistické vyhodnocení

Hypotéza H0 je Síla zpětného vrhu je u obou řetězů stejná. Hypotéza H1 je Síla zpětného vrhu je u řetězů statisticky významně odlišná. Tabulka 9 Hodnoty měření v Newtonech

Měření (N)

Powersharp

Polodlátovitý řetěz

1.

7,9

7,1

2.

7,8

10,3

3.

8

12,7

4.

8,7

10,2

5.

6,8

11,5

6.

8

8,8

7.

6,8

12

8.

9

9,9

9.

8

8

10.

8,4

7,3

11.

8,1

13,1

12.

5,7

7,9

13.

7

18,1

14.

5,2

8,9

15.

7,5

18,7

16.

5,8

12,1

17.

6,8

13,8

18.

7,4

12,9

19.

8,5

14,6

20.

5,3

11,8

21.

9

8,9

22.

5,2

11,3

58

Popisná statistika Tabulka 10 Popisná statistika

Powersharp Střední hodnota Chyba střední hodnoty Medián Modus Směrodatná odchylka Rozptyl výběru Špičatost Šikmost Variační rozpětí Minimum Maximum Součet Počet Hladina spolehlivosti (95,0%) Variační koeficient

Polodlátovitý řetěz Střední hodnota 11,35909091 Chyba střední hodnoty 0,666569011 Medián 11,4 Modus 8,9 Směrodatná odchylka 3,126485794 Rozptyl výběru 9,77491342 Špičatost 0,584980566 Šikmost 0,834374334 Variační rozpětí 11,6 Minimum 7,1 Maximum 18,7 Součet 249,9 Počet 22 Hladina spolehlivosti (95,0%) 1,386206144 Variační koeficient 27,5%

7,313636364 0,26163782 7,65 8 1,227190153 1,505995671 -0,87953983 -0,514950017 3,8 5,2 9 160,9 22 0,544105632 16,8%

Funkce popisné statistiky v Excelu byla použita pro zjištění základních statistických údajů. Především pro výpočet střední hodnoty a směrodatné odchylky, pomocí kterých byl vypočten variační koeficient. Tabulka 11 Dvouvýběrový F-test pro rozptyl a dvouvýběrový t-test s nerovností rozptylů

Dvouvýběrový F-test pro rozptyl Polodlátovitý řetěz Powersharp Střední hodnota 11,35909091 7,313636364 Rozptyl 9,77491342 1,505995671 Pozorování 22 22 Rozdíl F P(F<=f) (1) F krit (1)

21 6,490665019 3,469E-05 2,084188623

21

Dvouvýběrový t-test s nerovností rozptylů Polodlátovitý Powersharp řetěz Střední hodnota 7,313636364 11,35909091 Rozptyl 1,505995671 9,77491342 Pozorování 22 22 Hyp. rozdíl stř. hodnot 0 Rozdíl 27 t Stat -5,649455818 P(T<=t) (1) 2,67694E-06 t krit (1) 2,472659912 P(T<=t) (2) 5,35388E-06 t krit (2) 2,770682957

59

F-test byl použit pro zjištění shody rozptylů výběrových souborů. Tento test zamítl H0 zamítl. Proto byl použit t-test s nerovností rozptylů. Z tohoto testu vyplývá, že t-test zamítl H0 o shodě středních hodnot. To znamená, že mezi oběma soubory je statisticky významný rozdíl jejich středních hodnot. Tabulka 12 Krabicový graf

60

7.

Diskuse Jako téma diplomové práce jsem si vybral problematiku zpětného vrhu, jakožto

jednoho z nejčastějších důvodů vzniku poranění pracovníka obsluhujícího přenosnou řetězovou pilu. Americký výbor pro bezpečné produkty uvádí, že až každé páté poranění způsobené řetězem motorové pily je způsobeno zpětným vrhem. A z toho až 25 % poranění způsobených zpětným vrhem je v oblasti hlavy a krku. Zasažení těchto částí těla může způsobit velmi vážná poranění ohrožující život, nebo v lepším případě poranění s trvalými následky, či následky snižující společenské uplatnění osob obsluhující přenosné řetězové pily. Právě z důvodu potenciálního zvyšování bezpečnosti je tato práce zaměřena na úpravy pilových řetězů motorových pil a jejich vliv na zpětný vrh přenosné řetězové pily. Tato problematika není problematikou obsáhlou a z toho důvodu jsem se již od počátku potýkal s nedostatkem zdrojů, jak pro získání dat k literární rešerši, tak pro získání nějakých naměřených dat, která by se dala porovnat s výsledky našeho laboratorního šetření. Z tohoto důvodu jsem některé informace získával ze světových webových stránek. Jednalo se hlavně o informace pro literární rešerši samobrusného systému POWERSharp. Na českých stránkách firmy Oregon se nacházela jenom velice obecná data, která byla velmi nekonkrétní k dané problematice. Diplomová práce přímo navazuje na práci bakalářskou. Oproti bakalářské práci, došlo v práci diplomové k úpravám vedoucím ke zvýšení přesnosti naměřených dat při měření. Provedené úpravy jsou uvedeny níže. Míra zpětného vrhu byla v bakalářské práci ovlivněna řadou vnějších vlivů, které zkreslily hodnoty měření. Prvním činitelem, který dozajisté ovlivnil výsledky, bylo dřevo jako přírodnina. Dřevo samo o sobě může být velmi proměnlivé, a proto nelze zajistit pro každý pokus měření stejné podmínky. Dřevo může obsahovat v místě měření nějakou vadu, ať už v podobě suku, nebo jiné skryté vady, která může lokálně ovlivnit fyzikální vlastnosti dřeva použitého jako vzorek pro měření. Pro měření v diplomové práci byly proto vybrány vzorky dřeva co nejvíce stejnorodé. Tyto vzorky byly pečlivě prohlédnuty, aby byly prosté vad, které by mohly negativně ovlivnit výsledky měření. 61

Již v bakalářské práci bylo prokázáno, že vliv úhlu naostření řezacích článků řetězů, nebo jejich konstrukční úpravy, mají jednoznačný vliv na míru zpětného vrhu. I přes to byl oproti bakalářské práci proveden dvojnásobný počet měření. Počet měření se ze šesti pokusů zvýšil na dvanáct. Další problém, se kterým jsme se při měření v bakalářské práci potýkali, byla rozdílná rychlost přítlaku měřeného vzorku na špičku lišty řetězové pily. Rozdílná rychlost byla způsobena subjektivní chybou způsobenou pracovníkem, který ručně přibližoval vzorek k liště do doby, než došlo ke styku špičky lišty přenosné řetězové pily a měrného vzorku a následnému vzniku zpětného vrhu. Pro zajištění identické rychlost přítlaku měřeného vzorku byl navržen a zhotoven kladkový mechanismus, který by tuto chybu měření eliminoval. Tímto mechanismem byl osazen námi použitý rám měřícího zařízení. Kladkový mechanismus zajišťoval spouštění měrného vzorku, směrem ke špičce lišty přenosné řetězové pily, ze stejné úvrati. Tímto bylo docíleno stejných podmínek pro každé jednotlivé měření. Jedním z faktorů, který ovlivnil pravděpodobně nejvíce naměřené hodnoty v bakalářské práci, byla přenosná řetězová pila použitá při měření. Jednalo se o Husqvarnu typ XP242. Z důvodu, že použitá řetězová pila dříve sloužila pro výuku těžby, její díly vykazovaly známky opotřebení. Při měření bylo nutné nastavení a udržení konstantních otáček motoru použité řetězové pily. To bohužel u této pily nebylo možné. Po nastavení potřebných otáček pila byla schopna udržet si tuto hodnotu otáček jen po krátkou dobu. Poté začaly otáčky kolísat a měření muselo být přerušeno. Pila se z důvodu chodu ve vysokých otáčkách bez zatížení rychle přehřívala a tím rozdělila měření na jednom vzorku na více pokusů. Z tohoto důvodu byla pro měření v diplomové práci vybrána pila, která prošla generální opravou, provedenou zaměstnanci ÚLDT. Pila byla po generální opravě seřízena, odzkoušena a připevněna na měřící rám místo pily použité při měření v bakalářské práci. Při odstranění těchto nedostatků bylo potřeba provést opětovné měření na všech typech řetězů. Jednalo se o tři řetězy Stihl RM25 Oilomatic. Rozdíl mezi jednotlivými řetězy byl v různých úhlech naostření řezacích článků. Konkrétně se jednalo o dva předpřipravené řetězy přebroušené na úhly 10° a 45° a o řetěz s originální hodnotou úhlu naostření řezacích článků 30°. Z důvodu, že řetěz s originálním úhlem naostření

62

řezacích článků 30° vykazoval již při vyhodnocení výsledků nejnižší míru zpětného vrhu, byl vybrán pro statistické vyhodnocení se řetězem POWERsharp. Ze statistického vyhodnocení lze jednoznačně říci, že řetěz POWERsharp vykazuje nižší hodnoty míry zpětného vrhu než řetěz klasické dlátovité konstrukce. Rozdíl v míře zpětného vrhu je statisticky významný. Jinými slovy je možné statisticky prokázat rozdílnost v silách zpětného vrhu obou řetězů. Z toho lze vyvodit závěr, že právě tato konstrukční úprava pilového řetězu je nejbezpečnější. Dále ale musíme uvažovat, že samobrusným systémem POWERsharp lze osadit pouze přenosné řetězové pily do obsahu 45ccm. Z toho vyplývá, že tento systém nemůže být hojně využíván v mýtních těžbách pro kácení stromů z důvodu použití pil s větším obsahem. Jednou z možností využití systému POWERsharp v mýtních těžbách je využití dvou pil. Jednou pilou (s větším obsahem) by pracovník prováděl samotné pokácení stromu a pilu osazenou systémem POWERsharp by použil pro odvětvování. Jelikož je odvětvování nejrizikovější součástí těžby, jeví se tato možnost kombinování dvou pil jako vhodná z důvodu zvyšování bezpečnosti pracovníka při práci. Další možností využití systému POWERsharp je při stromové metodě, kdy se provádí odvětvování stromů na odvozním místě, předmětních těžbách, výchovných těžbách atp.

63

8.

Závěr Práce byla sestavena na základě literárních rešerší řešících problematiku

zpětného vrhu, jeho charakteristik a druhů. Zdroje pro literární rešerši byly získány z odborné literatury dané problematiky a především z webových stránek. Práce obsahuje rešerši bezpečnostních prvků eliminujících zpětný vrh. Dále se zabývá technickou specifikací řetězů přenosných pil, která je zaměřena na řetězy Oilomatic renomované německé firmy Stihl. V teoretické části se práce zabývá ostřením pilových řetězů, jak ručně pilníkem, tak i pomocí elektrických ostřících přístrojů. V části praktické byla zpracována v první řadě metodika přípravných prací, které předcházely vlastnímu měření vlivu ostření řezacích článků na zpětný vrh. Dále je zde podrobně zpracovaná metodika samotného měření. Ta byla rozdělena na metodiku měření míry zpětného vrhu, metodiku měření aktuálního výkonu motorové pily a metodiku měření síly potřebné k sepnutí bezpečnostní brzdy řetězu. Výsledky byly zpracovány pomocí matematických výpočtů a vloženy do tabulek dle typu řetězu a úhlu ostření řezacích článků řetězu. V tabulkách jsou uvedeny hodnoty měření, síly působící na špičce lišty, síly působící na obsluhu přenosné řetězové pily a hodnoty rázové síly. Data získaná měřením byla statisticky vyhodnocena pomocí programu Microsoft office Excel. Dle výstupů statistického šetření byl rozdíl míry zpětného vrhu mezi řetězy klasické konstrukce a řetězem konstrukce POWERsharp statisticky významný. Z řetězů klasické konstrukce nejnižší hodnoty vykazoval řetěz, u kterého byl zachován originální úhel ostření. V diskusi byly rozebrány nedostatky, které se v bakalářské práci negativně promítly na přesnosti naměřených dat a jejich odstranění pro měření určená pro diplomovou práci. Byly zde diskutovány úpravy provedené na měřícím rámu, konkrétně jeho osazení pákovým mechanismem, který zaručoval spouštění měrných vzorků stále ze stejné úvrati. Dále došlo oproti měření v bakalářské práci k výměně přenosné řetězové pily (Husqvarna XP242) za jinou stejného typu, která byla po generální opravě schopna udržet konstantní otáčky motoru a tím zabezpečit stejné podmínky pro vznik zpětného vrhu. V závěru diskuse byla nastíněna upotřebitelnost systému POWERsharp v běžném lesnickém provozu. 64

9.

Summary The aim of the study was to summarize and analyze literature dealing with

problematic of back-kick risks for power chain saws. The next aim was to prepare set of saw chains with different sharpening angle of cutting elements; and on the force measuring device prepared by Department of Forest- and Forest Products Technology to test impact of sharpening angle. Obtained values than was necessary to compile and evaluate. The study was based on literature review related to power chain saw back-kick, its characteristics and sorts. Also contains summary of safety components which can eliminate the back-kick. As one of the main components that reduce the level of kickback system is described POWERSharp by Oregon company. Furthermore deals with technical parameters of saw chains with focus on Oilomatic saw chains produced by Stihl company. In the theoretical part deals with saw chain sharpening both manually using saw file and mechanically using sharpening device. In the practical part firstly was designed method of preliminary activities which need to be done before measurement of cutting element sharpening influence on power chain saw back-kick. Secondly was designed method of measurement. The method was divided into part solving back-kick rate, chainsaw output power and necessary force to activate saw chain break, respectively. Results were calculated based on mathematic equation, summarized in tables according to tree species and cutting element sharpening angle. In tables are presented forces reacting on top-bar, reacting operator and also impulse force. Values defining back-kick, when break was activated are colorized in the table. The results positively identified, that sharpening angle is directly affecting rate of back-kick. The lowest values of forces kickback chain showed PowerSharp system. The results were statistically evaluated. According to statistics, it was found that the difference in power kickback was statistically significant. In the debate were discussed modifications to the frame and measuring their effect on increasing the accuracy of the measured data. It was also discussed PowerSharp system and its use in operation. 65

10. Použitá literatura NERUDA, J., ČERNÝ, Z., 2006. Motorová řetězová pila a křovinořez. První vyd. Praha , Ústav zemědělských a potravinářských informací, 90 s. ISBN 80-7271-175-X.

NERUDA, J., SIMANOV, V., 2006. Technika a technologie v lesnictví. První vyd. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 324 s. ISBN 80-7157-9882.

ČESKÝ NORMALIZAČNÍ INSTITUT, 1997. ČSN ISO 6531, Lesnické stroje – Přenosné řetězové pily – Slovník

ČESKÝ

NORMALIZAČNÍ

INSTITUT,

2009.

ČSN

EN

60745-2-13,

Ruční elektromechanické nářadí – Bezpečnost – Část 2-13: Zvláštní požadavky na řetězové pily

ČESKÝ NORMALIZAČNÍ INSTITUT, 2012. ČSN EN ISO 11681-1, Lesnické stroje – Bezpečnostní požadavky a zkoušení přenosných řetězových pil – Část 1: Řetězové pily pro lesní práce

http://www.extol.eu/soubory/vyrobky/8895505_manual.pdf?PHPSESSID=9870885e40 dea40b4b52312fe9334aeb, 21.2.2013

http://www.husqvarna.com/uk/homeowner/products/chainsaws/240e-series-triobrake/, 1.2.2013

http://www.stihlusa.com/chainsaws/chain_brake.html,1.2.2013 66

http://www.powersharp.co.uk/page2/page9/index.html, 2.3.2013

http://www.stihl.cz/volny-cas/, magazín Stihl, zima 2008/2009, 21.2.2013

http://www.oregonchain.eu/cs/podpora/bezpecnostni-typy/zpetny-vrh.html, 21.2.2013

http://www.gardenia.cz/db/downloads/retezy_oilomatic.pdf, 21.2.2013

http://www.dewetron.com/cz/produkte/komponenten/software/dewesoft/, 20.2.2013

67