Jste zde

Dopravníkové systémy v průmyslu - 1. díl

Antonín Vojáček, 23. Září 2016 - 21:30

Jednou ze základních věcí, bez kterých se moderní automatizovaný průmysl v zásadě vůbec neobejde, jsou dopravníky. Zrušte dopravníky a zrušíte automatizovanou výrobu. Proto se postupně blíže podíváme na tyto někdy neprávem přehlížená zařízení v 3-dílném seriálu.

Dopravník - historie a současnost

Jak již krásné české slovo dopravník naznačuje ve svém základu, je to zařízení pro snadnou přepravu nějakého objektu z místa A na místo B. To je při výrobě "hmotných" objektů jeden z velmi důležitých požadavků. Přepravují se na nich při výrobě prakticky více či méně všechno zboží, které najdete v supermarketech, obchodních centrech, hobby centrech a ostatních moderních obchodech, kde se obvykle nesetkáte s čistě ručně vyráběnými výrobky. Pouze ty stále ještě zůstávají "dopravníky nepoznamenané".

Dopravníky byly také historicky jednou z prvních automatizačních komponent hromadné sériové výroby. Jistě každý si vzpomene na všeobecně známou historku o Henry Fordovi, kterému pouze zavedení tzv. pásové výroby umožnilo výrazně zvýšit rychlost a snížit náklady na výrobu dnes legendárního automobilu Ford T, který si pak mohlo dovolit koupit více lidí než doposud a tím dostalo USA přezdívku "země na kolech". Moderní dopravníky tak již oslavují více jak 100 let existence a postupně se neustále vylepšují s tím, jak jsou vyvíjeny a zdokonalovány materiály i elektronika. Nicméně první prostředky připomínající dopravníky již existovali i v antice, středověku a renesanci, tedy daleko před průmyslovou revolucí, buď jako nepoháněné nebo poháněné lidskou, zvířecí, větrnou nebo vodní silou. Například lze zmínit různé šrotovací stolice v mlýnech, posun plátna tkalcovských stavů, různé hornické vozíky a výtahy apod. I přeprava velkých kvádrů jejich podkládáním dřevěnými válečky při stavbě pyramid ve starém Egyptě, by se mohlo uvádět jako první příklad použití tzv. nepoháněného válečkového dopravníku. 

První "dopravníky" používali již staří egypťané při stavbě pyramid. Zvláště princip válečkového dopravníku (obr. vpravo) se využívá do dnes.

Moderní dopravníky pak nejsou jen rámy, pásy a válečky, ale i snímače, různé pohony a různé další akční prvky, jako pneumatické i elektrické písty různých výhybek a přesunů, kterou jsou již jejich neodmyslitelnou součástí. Pokud má být výroba plně automatizovaná, tak to bez těchto elektrických a elektronických prvků prostě nejde a jsou de facto stejně důležité jako uvedený nosný rám či přepravní pás.

Dnes již pod slovem dopravník již nelze spatřovat jen "stupidní" čistě mechanické zařízení, ale naopak vysoce elektrifikovaný systém, který v mnoha případech lze v zásadě označit v současnosti populárním slovem "Smart", tedy inteligentní. 

Základní rozdělení dopravníků

Dopravníky lze podle různých kritérií rozdělit do několika kategorií. Například podle způsobu pohybu / unášení přepravovaného předmětu či materiálu lze dopravníky rozdělit na:

  • nepoháněný dopravník = dopravník čistě mechanický bez pohonu,
  • poháněný dopravník =  dopravník s vestavěným pohonem.

V prvním případě jsou pohyblivé části dopravníku jen čistě volné a nenapojené na žádnou poháněcí zdroj/sílu. Předměty na něm se tedy pohybují buď gravitací (tzv. gravitační dopravník / gravitační trať) nebo působení nějaké externí síly, obvykle tlačením lidské obsluhy. Poháněný dopravník pak má všechny nebo alespoň některé pohyblivé části napojeny na zdroj síly / pohybu a tedy předměty na něm umístěné jsou unášeny bez nutnosti působení vnějších sil.

První historické poháněné dopravníky využívaly sílu větru a vody, případně lidské nebo zvířecí síly, která se přes buď přímo nebo řemenový nebo dřevěný ozubený převod přenášela na poháněcí váleček nebo sloužil k vytváření vibrací sloužící pro pohyb hlavně sypkých materiálů. Moderní dopravníky ve většině případů používají k pohonu elektromotory v různém provedení, i když někdy se využívají pneumatické či hydraulické pohony, zvláště v prostředích s vysokým rizikem výbuchu.

Dále se dopravníky obvykle rozdělují podle provedení nosného části, po kterých se předměty či materiály přepravují, na:

  • Pásový dopravník - přeprava předmětů či sypkých / hrudkovitých materiálů položené na a unášené pohybujícím se PVC či gumovém pásu.
  • Válečkový dopravník - přeprava kompaktních předmětů unášených na řadě v rámu upevněných kovových či  plastových válečkách.
  • Řetězový dopravník - přeprava kompaktních předmětů ležících a unášených na pohybujících se řetězech.
  • Řemenový dopravník - přeprava kompaktních předmětů ležících a unášených na pohybujících se kruhových nebo plochých řemenech.
  • Destičkový dopravník - přeprava předmětů ležících a unášených na vzájemně do řady propojených pohybujících se destičkách.
  • Dopravník s modulárním pásem - přeprava předmětů unášené na speciálním plastovém pásu.
  • Kuličkový dopravník - přeprava kompaktních předmětů po v řadě či matrici umístěných volně nebo nuceně otáčejících se kuličkách.
  • Kladičkový dopravník - kompaktní předměty unášené prostřednictvím nepoháněných kladek .
  • Vibrační dopravník - přeprava na sypkého či hrudkovitého materiálu po vibrující podložce (v korytu).

Každý zde uvedený typ pak má svá provozní specifika a se hodí se jen pro určité typy, konzistence, balení, velikosti a hmotnosti produktů. Výběr vhodného provedení pro konkrétní aplikace je pak často dost náročná záležitost a vyžaduje poměrně dost velké zkušenosti. Špatná volba má pak obvykle za následek praktické nesplnění požadavků na rychlost, spolehlivost přepravy a hlavně životnost dopravníku, která musí být obvykle i v řádu desítek let. Správně zvolený typ, provedení a kvalita materiálů je tak pro konstrukci každého dopravníků zcela klíčová.

Základní a nejvyužívanější typy dopravníků - zleva: pásový dopravník, válečkový dopravník, řetězový dopravník, destičkový dopravník.

Velmi důležitá, možná v současném průmyslu i nejdůležitější, je parametr spolehlivosti. Zvláště u přepravy těžkých předmětů nebo u sypkých materiálů je to parametr dá se říct zásadní, protože pokud se dopravník vlivem mechanické nebo elektrické závady zastaví, může být velmi obtížné na něm umístěný materiál odstranit a přepravit jiným způsobem. Navíc často se stojícím porouchaným dopravníkem se zcela ochromena nejméně část výroby a tedy manažery počítané výrobní ztráty mohou nespolehlivostí dopravníků velmi rychle narůstat. I z tohoto důvodu mají například velké uhelné elektrárny pro přepravu uhlí do kotlů téměř vždy instalovány dvě paralelní cesty pásových dopravníků nejen pro vysoký přepravní výkon, ale právě i pro případ poruchy jedno dopravníku, který pak nemá z krátkodobého pohledu fatální důsledky "roztopení" vyhaslého kotle uhelné elektrárny trvá i několik dní, nehledě na nutnost nepřerušení výroby/dodávky energie).

Závěr 1. dílu

Jak již bylo řečeno v úvodu, dopravníky jsou zařízení bez kterých se moderní automatizovaný průmysl nelze vůbec představit. v dnešním díle jsem spíše jen nastínil základy, na kterých pak budou stavět následující dva díly. Ty se již budou konkrétně zabývat jednotlivými typy, kde je vhodné je použít a jaké jsou dnes jejich běžné parametry.

I když moderní dopravníky již neodmyslitelně obsahují i elektroniku v podobě pohonů a snímačů, bude se i v dalších dílech zabývat hlavně mechanikou. I informace pohonech a jejich řídících jednotkách, snímačích a akčních prvcích se na stránkách serveru automatizace.hw.cz vyskytují poměrně často, zatímco bližší popis hardwarové části dopravníků, tedy to, co fyzicky je v kontaktu s přepravovanými produkty, doposud chyběly.

Odkazy:

Hodnocení článku: