Návrh zabezpečení nové koncepce strojů WH

(1)

Návrh zabezpečení nové koncepce strojů WH

Diplomová práce

Studijní program: N2301 – Strojní inženýrství

Studijní obor: 2302T010 – Konstrukce strojů a zařízení Autor práce: Bc. Stanislav Amler

Vedoucí práce: prof. Ing. Přemysl Pokorný, CSc.

(2)

(3)

(4)

(5)

Poděkování

Děkuji vedoucímu diplomové práce panu prof. Ing. Přemyslu Pokornému, CSc. za cenné rady, ochotu a čas, který mi věnoval při řešení dané problematiky. Chtěl bych poděkovat panu Ing. Martinovi Maštrlovi, který mi zpřístupnil informace a názorně předvedl funkčnost stroj- ního zařízení.

(6)

Abstrakt

V této práci je proveden návrh zabezpečení horizontální deskové vyvrtávačky pomocí tří variant řešení. Celá práce je rozdělena do několika částí. V první části je popsán proces posouzení a snížení rizika dle normy ČSN EN ISO 12100. Pak je zde vysvětlena bezpečnost CNC obrá- běcích strojů podle normy ČSN EN 12417+A2. V těchto částech je upozorněno na nejdůleži- tější pojmy a informace. Pak je provedeno obeznámení s horizontální deskovou vyvrtávačkou WRD 130. Následně je identifikováno místo, kde hrozí nebezpečí pádu pracovníka. Také jsou provedeny návrhy konstrukčních řešení. Poté jsou varianty vyhodnoceny z hledisek provozu, proveditelnosti a ekonomie. Na závěr je doporučena nejvhodnější varianta řešení.

Klíčová slova

posouzení a snížení rizika, bezpečnost, nebezpečí pádu, zábradlí, horizontální vyvrtávačka

(7)

Abstract

In this thesis there is made design of security horizontal floor type boring machine using three variants of the solutions. The whole thesis is divided into several parts. In the first part there is described the process of risk assessment and reduction according to the standard ČSN EN ISO 12100. Then there is explained safety of CNC machine tools according to the standard ČSN EN 12417+A2. In this parts are notified to the most important concepts and information. Then there is made introduction with horizontal floor type boring machine WRD 130. Then there is identified the place where there is risk of the worker falling. Also there are made design of construction solutions. Then variants are evaluated from the viewpoints of operation, feasibility and economy. Finally there is recommended the most appropriate variant of the solution.

Key words

risk assessment and reduction, safety, danger of falling, railing, horizontal boring machine

(8)

Obsah

ÚVOD ... 10

Cíl práce ... 11

1 Posouzení rizika ... 12

1.1 Analýza rizika ... 13

1.1.1 Určení mezních hodnot strojního zařízení ... 13

1.1.2 Identifikace nebezpečí ... 14

1.1.3 Odhad rizika ... 14

1.2 Zhodnocení rizika... 16

2 Snížení rizika ... 18

2.1 Zabudovaná konstrukční bezpečnostní opatření ... 19

2.2 Bezpečnostní ochrana a doplňková ochranná opatření ... 19

2.3 Informace pro používání uživatele ... 20

3 Bezpečnost CNC obráběcích strojů ... 22

4 Představení firmy TOS Varnsdorf a.s. ... 24

4.1 Základní údaje o společnosti ... 24

4.2 Historie společnosti ... 25

4.3 Produkty a služby firmy ... 26

5 Popis stroje WRD 130 ... 29

6 Konstrukční proces... 31

7 Identifikace místa s rizikem pádu pracovníka ... 33

8 Návrh řešení ... 37

8.1 Sklopné zábradlí ... 37

8.2 Posuvné zábradlí ... 40

8.3 Výsuvné zábradlí ... 42

9 Vyhodnocení ... 45

9.1 Sklopné zábradlí ... 45

(9)

9.2 Posuvné zábradlí ... 47

9.3 Výsuvné zábradlí ... 50

ZÁVĚR ... 53

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ... 56

SEZNAM OBRÁZKŮ ... 58

SEZNAM TABULEK ... 60

SEZNAM PŘÍLOH ... 61

(10)

ÚVOD

Strojírenství je spojováno s energetickým, dopravním a těžebním průmyslem. Všeobecné stro- jírenství má nezastupitelnou úlohu při výrobních procesech. Rozvoj elektrotechniky a infor- mačních technologií nutí vedoucí pracovníky v hospodářských podnicích neustále své výrobky modernizovat a snižovat náklady na jejich výrobu. Východiskem je využití rozsáh- lých zkušeností a znalostí konstruktérů.

Veškeré obráběcí stroje uváděné na trh v Evropské unii musí splňovat všechny právní předpi- sy. V Evropské unii jsou vydávány harmonizační právní předpisy, které určují základní poža- davky na bezpečnost nového vyvíjeného obráběcího stroje. Za dodržení těchto předpisů odpovídá jak výrobce stroje, tak i subdodavatelé jednotlivých komponentů. Všechny informace musí být úplné. V případě neúplných informací nelze daný stroj použít. K harmonizačním právním předpisům jsou přijímány harmonizované normy. Navržený stroj musí být funkční, bezpečný, spolehlivý, konkurenceschopný, použitelný, vyrobitelný a prodejný.

Navržení nejoptimálnějšího řešení je úkolem konstruktéra. Úspěšnost nových konstrukcí závi- sí na pochopení funkčnosti nového výrobku. Konstruktér nepracuje pouze s jednou možností.

Musí vzít v úvahu řadu faktorů. Nezbytná je efektivní komunikace a spolupráce s lidmi z různých vědních oborů. Využití jeho technologických znalostí a použití matematiky, statis- tiky, výpočetní techniky – softwarové aplikace CAD je samozřejmostí k vytvoření konstrukč- ního návrhu a následného zhotovení výrobku.

(11)

Cíl práce

Cílem diplomové práce bude navržení možných řešení k zabezpečení pracovníka proti jeho pádu do snížené části stroje od firmy TOS Varnsdorf a.s. Její výrobní program je zaměřen na výrobu horizontálních vyvrtávaček, horizontálních obráběcích center a jejich příslušenství.

V teoretické části práce bude popsán proces posouzení a snížení rizika. Tímto procesem se zabývá norma ČSN EN ISO 12100. Dále bude charakterizována bezpečnost obráběcích center a uveden seznam jejich významných nebezpečí. Tato problematika je uvedena v normě ČSN EN 12417+A2.

V praktické části práce bude řešen konstrukční návrh zabezpečení pracovníka z hlediska jeho pádu do snížené části stroje. Jedná se o horizontální deskovou vyvrtávačku WRD 130 od firmy TOS Varnsdorf a.s. Návrh zabezpečení bude zpracován v několika různých variantách.

Tyto varianty budou následně vyhodnoceny z hledisek proveditelnosti, provozu a ekonomie.

V závěru bude navržena nejlépe vyhovující varianta. Zdůvodní se její výhody a případné ne- výhody oproti ostatním variantám. Důraz bude kladen na dodržení bezpečnosti obsluhujícího pracovníka z hlediska jeho pádu do snížené části stroje.

(12)

1 Posouzení rizika

Procesem posouzení a snižování rizika se zabývá norma ČSN EN ISO 12100. Slouží jako souhrnný systém pro konstruktéry při rozhodování o vývoji strojních zařízení tak, aby byly bezpečné při jejich předpokládaném používání. Riziko je definováno jako kombinace pravdě- podobnosti výskytu úrazu a závažnosti tohoto úrazu. Při posouzení rizika by měl konstruktér brát v úvahu následující činnosti v uvedeném pořadí (viz. Obr. 1): [1]

1) určit mezní hodnoty strojního zařízení,

2) identifikovat nebezpečí a příslušné nebezpečné situace,

3) odhadnout riziko pro každé identifikované nebezpečí a nebezpečnou situaci, 4) zhodnotit riziko a rozhodnout o snížení rizika.

Obr. 1 Proces posouzení rizika [2]

(13)

Proces posouzení rizika musí být zdokumentován. Dokumentace musí ukázat postup, který byl použit a jakých výsledků bylo dosaženo. Tato dokumentace by měla obsahovat následují- cí: [1]

a) popis strojního zařízení,

b) všechny relevantní předpoklady, které byly použity,

c) identifikovaná nebezpečí a nebezpečné situace a nebezpečné události uvažované při posouzení rizika,

d) informace, na kterých bylo založeno posouzení rizika, e) cíle snížení rizika, které mají být dosaženy,

f) ochranná opatření realizovaná k vyloučení identifikovaných nebezpečí, g) zbytková rizika, která jsou spojena se strojním zařízením,

h) výsledek posouzení rizika,

i) všechny formuláře vyplněné při posouzení rizika.

1.1 Analýza rizika

První částí posouzení rizika je její analýza. Poskytuje informace, kde na základě nich je provedeno rozhodnutí, zda je nebo není požadováno snížení rizika. Toto rozhodnutí musí být podpořeno odhadem rizika kvalitativním nebo kvantitativním. Analýza rizika má obsahovat následující informace: [1]

a) popis strojního zařízení,

b) předpisy, normy a jiné použité dokumenty, c) zkušenosti z používání strojního zařízení, d) relevantní ergonomické zásady.

1.1.1 Určení mezních hodnot strojního zařízení

Tímto bodem začíná proces posouzení rizika. Zde jsou identifikovány vlastnosti a výkonnost stroje nebo řady strojů v integrovaném výrobním procesu a příslušných osob, prostředí nebo produktů. Měly by být brány v úvahu následující tři faktory, které určují úplné mezní hodnoty strojního zařízení: [1; 3]

 Limity použití – zahrnují předpokládané používání a předvídatelné nesprávné použí- vání stroje.

 Prostorové limity – zahrnují rozsah pohybu, požadavky na prostor při provozu a údrž-

(14)

 Časové limity – určují životnost strojního zařízení a některých jeho součástí, beroucí v úvahu správné a nesprávné používání stroje, doporučené intervaly údržby.

1.1.2 Identifikace nebezpečí

Je základním krokem při posouzení rizika u každého stroje. Je nutno identifikovat nebezpečné situace ve všech životních fází cyklu stroje, tzn. pro etapy: [1; 3]

 výroby,

 přepravy, montáže a instalace,

 uvedení do provozu,

 používání (seřizování, údržba, vyhledávání závady, …),

 vyřazení z provozu, demontáž a likvidace.

Nesmí se zapomenout na všechny možné provozní stavy výrobního stroje (funkčnost a ne- funkčnost stroje), možnost nesprávného chování obsluhy a předvídatelné selhání stroje. Vybe- rou se ta nebezpečí, u kterých je zapotřebí snížit riziko. Taková nebezpečí se označují jako významná a je vhodné je dokumentovat tabulkovou formou (viz. Obr. 2), kde je uveden typ nebezpečí a popis nebezpečné události pro každou fázi životního cyklu stroje. [1; 3]

Obr. 2 Příklad dokumentace analýzy významných nebezpečí [3]

1.1.3 Odhad rizika

Po identifikaci nebezpečí musí být pro každou nebezpečnou situaci proveden odhad rizika. Je vhodné ho provést pomocí grafu pro odhad rizika. Nejprve se provede odhad počátečního rizika. Při tomto odhadu nejsou použita žádná preventivní opatření pro snížení rizika. Po při- jetí těchto opatření se provede další odhad. Zde se riziko označuje jako snížené. Po přijetí

(15)

všech možných preventivních opatření u strojního zařízení se riziko nazývá zbytkové riziko (viz. Obr. 3). [1; 3]

Obr. 3 Příklad formuláře pro odhad rizika [3]

Rizika spojená s nebezpečnou situací závisí na závažnosti úrazu a pravděpodobnosti výskytu tohoto úrazu. [1]

 Závažnost úrazu může být vzhledem k závažnosti zranění nebo poškození zdraví např.

lehké, těžké, smrtelné a vzhledem k rozsahu úrazu např. u jedné osoby nebo u více osob.

(16)

 Pravděpodobnost výskytu úrazu ovlivňuje vystavení osob nebezpečím, výskyt nebez- pečné události a možnost vyvarování se nebo omezení úrazu.

Následující hlediska mají být uvažována při odhadu rizika: [1]

 vystavené osoby,

 druh, četnost a doba trvání vystavení,

 vztah mezi vystavením a účinky,

 lidské faktory,

 vhodnost ochranných opatření,

 možnosti vyřazení nebo obejití ochranných opatření,

 možnost udržení ochranných opatření,

 informace pro používání.

1.2 Zhodnocení rizika

Druhou částí posouzení rizika je zhodnocení rizika. V tomto kroku je potřeba rozhodnout, zda je zjištěné riziko akceptovatelné nebo ne. Žádná harmonizovaná norma nebo legislativa zabý- vající se bezpečností strojních zařízení neexistuje. [1; 3]

Obr. 4 Příklad grafu celkového rizika stroje [3]

(17)

Tento úkol musí vyřešit strategický management rizik. Vedení podniku musí rozhodnout, zda je veškerá míra zbytkových rizik spojených s výrobním strojem i po splnění základních poža- davků na bezpečnost stroje akceptovatelná. V Obr. 4 je uveden příklad grafu celkového rizika stroje ve všech jednotlivých fázích životního cyklu stroje tak i kroky ke snižování rizika. Je zde vidět, že byl splněn požadavek na dodržení priorit jednotlivých kroků snižování rizika.

Tato dokumentace patří mezi interní dokumentaci podniku. [1; 3]

Jestliže je požadováno snížení rizika, musí být zvolena a použita vhodná ochranná opatření.

Takovými opatřeními jsou zejména konstrukční, technická a bezpečnostní opatření snižující riziko. Jako součást zhodnocení rizika může být provedeno srovnání rizik s podobnými stroji nebo částmi stroje. [1; 3]

Pro přehlednost a kontrolu výsledků procesu posuzování a snižování rizik je vhodné vytvořit přehledné tabulky, které obsahují přijatá opatření na snížení rizika s odkazem na číslo vý- znamného nebezpečí. Tyto tabulky umožňují snadnou kontrolu realizace těchto opatření. [3]

Po seznamu přijatých opatření se zajistí kompletace technické dokumentace výrobního stroje, která byla průběžně upřesňována a dokončována. Musí obsahovat návrh, výrobu a funkci strojního zařízení v rozsahu nezbytném pro posouzení. Musí být přístupná na vyžádání. Ná- sleduje vystavení ES prohlášení o shodě požadavků aktuálně platné legislativy a připojení označení CE na stroj. Poté je uvedení stroje na trh a do provozu. Následuje zpětná vazba od zákazníka s informacemi o funkčnosti stroje. [3]

(18)

2 Snížení rizika

Po procesu posouzení rizika následuje proces snížení rizika (viz. Obr. 5). Snížení rizika může být dosaženo vyloučením nebezpečí nebo snížením závažnosti úrazu a pravděpodobnosti vý- skytu tohoto úrazu. Tato opatření je nutné přijímat v následujícím pořadí, tzv. metoda tří kro- ků: [1]

 zabudovaná konstrukční bezpečnostní opatření,

 bezpečnostní ochrana a doplňková ochranná opatření,

 informace pro používání.

Obr. 5 Proces snižování rizika z pohledu konstruktéra [3]

(19)

2.1 Zabudovaná konstrukční bezpečnostní opatření

Jsou prvním a nejdůležitějším krokem v procesu snižování rizika. Zůstávají vždy účinná, oproti informacím o používání, která mohou být snadno obcházena a nedodržována. Vhodnou volbou konstrukčního opatření, lze docílit úplného vyloučení nebezpečí nebo snížení rizika daného nebezpečí. Mezi příklady opatření lze zařadit: [1]

 Výskyt geometrických faktorů a jejich následné řešení. Dále jsou uvedeny nejčastěji se vyskytující situace:

o obsluha musí být schopna z hlavního místa ovládání zajistit, aby se v nebezpečných prostorech stroje nenacházely žádné ohrožené osoby,

o žádná část lidského těla se nesmí dostat do mezery mezi vzájemně se pohybu- jící části stroje (nebezpečí stlačení a střihu),

o odstranění ostrých hran a rohů, vyčnívajících částí.

 Fyzikální hlediska zahrnují omezení působící síly na dostatečně nízkou hodnotu, ome- zení hmotnosti a/nebo rychlosti pohyblivých prvků, omezení emisí (hluku, vibrací, ne- bezpečných látek, záření).

 Stroje musí mít dostatečnou stabilitu ve všech fázích životního cyklu stroje.

 Konstrukce stroje musí být taková, aby bylo možné provést jeho údržbu.

 Při konstrukci strojního zařízení musí být vzaty v úvahu ergonomické zásady, aby do- šlo ke snížení psychické nebo fyzické námahy a stresu obsluhy.

 Pro minimalizaci elektrického nebezpečí je nutné dodržovat dané předpisy a odpoví- dající normy IEC.

 Pneumatická a hydraulická nebezpečí se řídí normami ISO 4413 a ISO 4414 (všeo- becná pravidla týkající se systémů).

2.2 Bezpečnostní ochrana a doplňková ochranná opatření

Používají se v případě, když nelze eliminovat nebezpečí použitím zabudovaného konstrukční- ho opatření. Jedná se především o ochranné krytování nebezpečných míst a zabránění přístupu k nebezpečným částem stroje během normálního provozu. V místech, kde je vyžadován častý přístup, je nutné použít pohyblivý ochranný kryt s bezpečnostními systémy. Pevný ochranný kryt by nebyl vrácen na své místo a hrozilo by nebezpečí úrazu obsluhy stroje. Pohyblivý ochranný kryt s bezpečnostním systémem zajistí zastavení stroje při jeho otevření. [1]

(20)

Mezi snímací ochranná zařízení patří světelné clony, skenovací zařízení, rohože citlivé na tlak a bezpečnostní vypínací tyče a lanka. Mohou být použity pro účely vypínání, pro detekování přítomnosti osob, k iniciování opětovného spuštění funkce stroje. [1]

Konstrukce ochranných krytů a ochranných zařízení musí být vhodná pro předpokládané pou- žívání. Je nutné také přihlédnout k existujícím mechanickým a jiným nebezpečím. Musí být vhodná s pracovním prostředím stroje a nesmí se snadno vyřadit z provozu. [1]

Pevné ochranné kryty musí být připevněny nerozebíratelně nebo rozebíratelně pomocí spojo- vacích prostředků a to tak, že je potřeba použít nářadí k odstranění/otevření krytu. Pohyblivé ochranné kryty musí pokud možno zůstat připevněny ke strojnímu zařízení a opatřeny bloko- váním, tj. pro spuštění stroje musí být pohyblivý kryt zavřen. V místech, kde nelze zcela uza- vřít nebezpečný prostor z provozních důvodů mají být použity nastavitelné ochranné kryty.

Aby ochranná zařízení nešla snadno vyřadit z provozu, musí být spojena s řídicím systémem stroje. [1]

Mezi doplňková ochranná zařízení patří součásti a prvky k dosažení funkce nouzového zasta- vení. Tyto ovladače musí být jednoznačně identifikovatelné a snadno přístupné. Musí co možná nejrychleji zastavit chod stroje bez vzniku dalšího nebezpečí. Mezi další doplňková ochranná zařízení patří postupy pro: [1]

 únik a uvolnění zachycených osob,

 odpojení a uvolnění energie,

 snadnou a bezpečnou manipulaci se stroji a jejich těžkými částmi,

 bezpečný přístup ke strojnímu zařízení.

2.3 Informace pro používání uživatele

Pomocí informací pro používání musí být uživatel varován před zbytkovými riziky stroje, které nebylo možné odstranit pomocí předcházejících dvou kroků. Tyto informace se skládají z komunikačních prostředků, jako jsou texty, slova, značky, signály, symboly nebo diagramy.

Jsou použity samostatně nebo v kombinaci a to tak, aby předávaly informace uživateli. Infor- mace mají být určeny jak pro profesionální použití, tak i pro amatérské použití. Musí obsahovat všechny informace k zajištění bezpečného a správného používání stroje. [1]

Umístění a charakter informací závisí na riziku. Informace mají být uvedeny na vlastním stroji, v průvodní dokumentaci, na obalech nebo jinými prostředky, jako jsou signály a varování mimo stroj. [1]

(21)

Signály a výstražná zařízení slouží k varování před hrozící nebezpečnou situací. Je nutné, aby tyto signály byly vysílány před výskytem nebezpečné situace. Byly jednoznačné a mohly být zřetelně vnímány a jednoznačně rozeznány obsluhou. [1]

Značení a značky (piktogramy) umístěné přímo na stroji mají být trvanlivé a to tak, aby vydr- žely po celou dobu životnosti stroje. Musí být snadno srozumitelné a jednoznačné. [1]

Průvodní dokumentace (návod k používání) musí obsahovat následující: [1]

a) informace týkající se přepravy,

b) informace týkající se instalace a uvedení stroje do provozu,

c) informace týkající se vlastního stroje (např. detailní popis stroje, rozsah použití), d) informace týkající se používání stroje,

e) informace pro údržbu,

f) informace týkající se vyřazení z provozu, g) informace pro nouzové situace.

(22)

3 Bezpečnost CNC obráběcích strojů

CNC obráběcí stroj je číslicově řízen a konstrukčně přizpůsoben tak, aby mohl pracovat v automatickém cyklu. Jeho součástí je automatická výměna nástrojů, případně obrobků. Čís- licově řízený stroj má většinou tyto hlavní pracovní celky (viz Obr. 6): [3]

 polohování nástroje (obrobku),

 vřeteno s vřeteníkem,

 zásobník a výměník nástrojů,

 zásobník (výměník) obrobků,

 přívody média,

 ochranné kryty.

Obr. 6 Hlavní části číslicově řízeného obráběcího stroje [3]

Obráběcí centra představují velký rozsah nebezpečí, způsobených nezanedbatelnou měrou jejich rozsáhlou aplikací jako strojů pro obrábění kovů za studena rotujícím nástrojem. Je zde velmi důležitá ochrana obsluhy a dalších osob před kontaktem s pohybujícími se řeznými ná- stroji ve vřetenu, zejména když se otáčejí rychle nebo když jsou při strojní výměně přenášeny ze zásobníku do vřetena. Úplné uzavření pracovního prostoru ochrannými kryty při obrábění je použitelné pouze u menších strojů. [4]

(23)

Norma ČSN EN 12417+A2 se zabývá nebezpečím u CNC obráběcích strojů. Jsou zde uvedeny bezpečnostní požadavky a/nebo ochranná opatření k zabránění nebo minimalizaci těchto nebezpečí a postupy k ověření těchto požadavků. [4]

Do seznamu významných nebezpečí obráběcích center patří: [4]

 mechanická nebezpečí, např. stlačení, střih, říznutí, zachycení,

 elektrická nebezpečí,

 nebezpečí způsobená hlukem,

 nebezpečí způsobená zářením, např. lasery,

 nebezpečí způsobená zpracovávanými materiály a látkami, např. vdechování škodli- vých výparů kapalin, plynů, mlh a prachu,

 nebezpečí způsobená zanedbáním ergonomických principů při konstrukci stroje,

 nebezpečí způsobená neočekávaným spuštěním, přeběhem a zvýšením rychlosti,

 nebezpečí způsobená poruchami v dodávce energie,

 nebezpečí způsobená selháním ovládacích obvodů,

 nebezpečí způsobená chybným připojením,

 nebezpečí způsobená vymrštěním předmětů nebo vystříknutím kapaliny,

 nebezpečí způsobená ztrátou stability/převrácením stroje,

 nebezpečí uklouznutí, zakopnutí a upadnutí osob.

(24)

4 Představení firmy TOS Varnsdorf a.s.

Akciová společnost TOS Varnsdorf patří mezi přední světové výrobce obráběcích strojů se specializací na výrobu horizontálních frézovacích a vyvrtávacích strojů a obráběcích center. Podnik se nachází v Ústeckém kraji. Jeho poloha je velice výhodná z hlediska přepravy hotových výrobků k zákazníkům. [5]

4.1 Základní údaje o společnosti

Hlavním předmětem společnost TOS VARNSDORF a.s. je kovo-obrábění a výroba obrábě- cích strojů a zařízení pro určitá hospodářská odvětví. V Tab. 1 jsou zobrazeny údaje o společnosti. [6]

Tab. 1 Údaje o společnosti [6]

Název TOS VARNSDORF a.s.

Sídlo Říční 1774, 407 47 Varnsdorf

Identifikační číslo 273 27 850

Právní forma Akciová společnost

Spisová značka B 1782 vedená u Krajského soudu v Ústí nad Labem Datum vzniku 12. července 2007

Základní kapitál 942 412 200,-- Kč Statutární ředitel Ing. Jan Rýdl

Způsob jednání Statutární ředitel jedná navenek jménem společnosti

Správní rada 3 členové

Předseda správní rady Ing. Jan Rýdl Člen správní rady Mgr. Hynek Vojtěch Člen správní rady Judr. Eva Ruthová

Na základním kapitálu se podílejí tyto osoby: [6]

 JR Private Holding a.s. 66,457 %

 Mgr. Sabina Vojtěchová 32,577 %

(25)

V roce 2016 společnost zaměstnávala 478 zaměstnanců. Se svým počtem zaměstnanců se řadí mezi velké podniky. Průměrný věk zaměstnanců činí 44 let. V roce 2016 došlo k mírnému poklesu zaměstnanců ve věkové kategorii 21 – 31 let. Nejsilnější věkovou skupinou je 41 – 51 let. Ostatní věkové kategorii jsou stabilní. [7]

Důležité je zvyšování kvalifikace svých zaměstnanců, tj. profesní přípravy orientované na formování specifických profesně orientovaných znalostí, dovedností a zručností. Do této oblasti patří také rekvalifikace, tj. přeškolování v souvislosti se změnami požadavků na pra- covníky. Zaměstnanci společnosti TOS Varnsdorf a.s. si musí rozšiřovat svoji kvalifikaci, protože výrobní program podniku se neustále zdokonaluje. Každým rokem absolvují proško- lení. V roce 2016 získali zaměstnanci ze vzdělávacích akcí celkem 102 osvědčení (certifiká- tů). V následujícím Graf 1 je procentuální vyjádření vzdělání zaměstnanců firmy k 31. 12.

2016. [7]

Graf 1 Struktura vzdělání zaměstnanců (v procentech) [7]

4.2 Historie společnosti

Před vznikem této firmy byla postavena roku 1895 malá strojírna, která neměla dobré výsled- ky. Její situace se zlepšila od roku 1903, kdy firmu koupil nový majitel. Nový majitel postup- ně budoval silnou firmu. Počáteční výrobní program tvořila výroba vrtaček, soustruhů, shapingů a frézek. Později se program specializoval na vodorovné vyvrtávačky. [5]

0% 2%

47% 36%

3%

12%

základní

střední nebo střední odborné bez maturity a výučního listu

střední odborné vzdělání s výučním listem

úplné střední odborné

úplné střední

vysokoškolské

(26)

Provoz továrny nebyl přerušen ani v jedné ze dvou světových válek. Po druhé světové válce se vyráběly pouze vodorovné vyvrtávačky, které se vyvážejí i do zahraničí. Nyní je soukro- mou firmou. Byla privatizována čistě českým kapitálem, což je v oboru obráběcích strojů v České republice neobvyklé. [5]

4.3 Produkty a služby firmy

Inovace výrobků a zlepšování technologických procesů je úzce spjato s vývojem výpočetní a komunikační techniky. Rok 2000 je charakteristický rychlým rozvojem informatiky. Tento stav neustále pokračuje, což má za následek neustálé zlepšování, navrhování nových výrobků a strojního zařízení. Automatizace výrobních strojů přináší z ekonomického hlediska snížení výrobních nákladů. [3]

Hledá se způsob, jak zvýšit zisk prodejce, aby byl co nejvyšší a současně, aby zákazník byl maximálně spokojený. Tento tlak se přenáší i na výrobní program podniku. [3]

Hodnota pro zákazníka naroste v těchto možnostech: [3]

 když roste užitek více než celkové náklady,

 když roste užitek a celkové náklady se nemění,

 když roste užitek a přitom celkové náklady klesají,

 když zůstane stejný užitek při poklesu celkových nákladů,

 když užitek klesá pomaleji než celkové náklady.

Při respektování zajištění maximální hodnoty pro zákazníka se stává firma konkurenceschop- ná a komerčně úspěšná. [3]

Současný výrobní program podniku TOS Varnsdorf a.s. tvoří: [5]

 horizontální vyvrtávačky stolové,

 horizontální vyvrtávačky deskové,

 horizontální obráběcí centra,

 speciální stroje,

 příslušenství.

Poskytují zákazníkům následující služby: [5]

 opravy a modernizace,

 dálkovou diagnostiku,

 kovoobrábění,

(27)

 měření,

 chemicko-tepelné zpracování kovů.

Podnik, aby obstál v konkurenci, musí využít své silné stránky, tzn. správné chování k zákazníkovi. Úspěšná firma je však závislá na: [3]

 vyspělosti podnikové kultury,

 odpovědnosti a mentalitě jednotlivce,

 správnosti podnikové strategie,

 majiteli, který má vztah k místu podnikání a vztah k ekologii,

 schopnosti plnit dohodnuté úkoly,

 vytváření zisku,

 způsobu chování k zaměstnancům, partnerům a dodavatelům,

 udržení vztahu k zákazníkovi.

V případě firmy TOS Varnsdorf a.s. je tato firma úspěšná, protože její výrobky se vyznačují vysokou výkonností, pokrokovým technickým řešením a spolehlivostí. Uplatňují se na nejná- ročnějších světových trzích. Využívají dlouholeté zkušenosti několika generací techniků a dělníků. Vysoká technická úroveň výrobků byla potvrzena udělením certifikátu systému řízení jakosti podle normy ISO 9001. V současnosti je firma držitelem certifikátu ISO 9001 ve verzi 2008. [5]

(28)

Byly založeny dceřiné společnosti v zahraničí (USA, Kanada, Indie, Čína, Rusko).

V současné době majetkově ovládá 10 dceřiných společností (viz. Obr. 7). Společnost neustá- le modernizuje a zdokonaluje technologické postupy při výrobě. V roce 2007 byla uvedena do provozu velká montážní hala, v níž jsou v současnosti montovány největší stroje řady WRD (o průměru vřetena až 200 mm). [5]

(29)

5 Popis stroje WRD 130

Mezi uznávané a oblíbené výrobky TOS Varnsdorf a.s. patří vodorovné frézovací a vyvrtáva- cí stroje a vodorovná obráběcí centra. Jejich předností je výkon, moderní řešení a spolehlivost. [3]

Horizontální vyvrtávačka desková WRD 130 (viz. Obr. 8) je vhodná pro přesné a vysoce pro- duktivní souřadnicové vrtání, vyvrtávání, frézování a řezání závitů zejména velkých, hmot- ných nebo prostorově členitých obrobků z litiny, ocelolitiny a oceli. Stroj je řízen řídicím systémem SINUMERIK 840D, HEIDENHAIN iTNC 530 nebo FANUC 31i. Základní varian- tu stroje lze podle potřeb rozšířit o automatickou výměnu nástrojů a upínací pole sestavené z upínacích desek nebo jedním i více přídavnými stoly. Základní parametry stroje jsou uvedeny v Tab. 2. [9]

Obr. 8 Schéma stroje WRD 130 [9]

Základní těleso vřeteníku je tvořeno z tuhého odlitku z tvárné litiny, spolu s dalšími částmi, které vytváří vedení pro smykadlo. Hmotnost vřeteníku při vysouvání v ose Z je vyvažována silou teleskopického hydraulického válce. Klesání čela smykadla při jeho výsuvu v ose Z je kompenzováno speciálním elektromechanickým systémem. [9]

(30)

Stojan stroje je také řešen jako tuhý odlitek z šedé litiny. Na stojanu se pohybuje vřeteník, který je veden na dvou drahách lineárního vedení. Stojan také nese kuličkový šroub i náhon osy Y a je na něm umístěn hydraulický válec pro vyvažování hmotnosti vřeteníku. [9]

Vedení všech lineárních přestavitelných skupin stroje jsou provedena jako valivá s předpětím.

Vedení loží je zakrytováno ocelovými teleskopickými kryty a vedení na stojanu je chráněno celkovým zakrytováním celého prostoru pohybu vřeteníku. [9]

Pohyb všech os X, Y, Z, W (viz. Obr. 8) je realizován pomocí elektrických regulačních ser- vopohonů. Převod na přímočarý pohyb u os Y, Z, W je pomocí kuličkového šroubu s předepnutými maticemi a u osy X je realizován pomocí pastorků a ozubeného hřebene. Plo- šina pro obsluhu je samostatně vertikálně i horizontálně přestavitelná. [9]

Tab. 2 Technické parametry stroje WRD 130 [9]

Vřeteník WRD 130

Průměr pracovního vřetena mm 130

Rozměry výsuvného smykadla mm 450 x 450

Kuželová dutina pracovního vřetena ISO 50 / ISO 50 BIG+

Rozsah otáček pracovního vřetena 1/min 10 - 3 000 Jmenovitý výkon hlavního motoru

(při trvalém provozu S1) kW 37

Max. výkon hlavního motoru

(při provozu S6-60% pracovní doby) kW 46

Krouticí moment na vřetenu (S1) Nm 2 535

Max. krouticí moment na vřetenu (S6-60%) Nm 3 152

Výsuv smykadla Z mm 1 000

Výsuv pracovního vřetena W mm 700

Stojan

Svislé přestavení vřeteníku Y mm 2 000 - 5 000

(odstupňované po 500 mm)

Příčné přestavení stojanu X mm 5 000 - 27 000

(odstupňované po 2 000 mm) Posuvy

Rozsah pracovních posuvů - X, Y, Z, W mm/min 1 - 8 000

Rychloposuv - X, Y, Z, W mm/min 24 000

Rychloposuv - W mm/min 12 000

(31)

6 Konstrukční proces

Pro konstruktéra jsou závazné stanovené postupy při navrhování nových konstrukčních řešení při inovaci nebo vzniku nového výrobku. Musí respektovat: [3]

 potřeby zákazníka,

 omezení normami, nařízeními, prohlášením shody a bezpečnostními předpisy,

 technologické možnosti firmy,

 montážní možnosti firmy,

 vyrobitelnost a smontovatelnost,

 technické parametry by měly být dosažitelné na hotovém díle a měly by být vyšší než u konkurence,

 ekonomičnost budoucí výroby.

Náklady na jednotlivé funkce musí být vynaloženy efektivně. Dodržení specifikací zákazní- kova produktu uvedenou v objednávce je prioritou. Nejasné požadavky na budoucí produkt se vyjasňují diskuzí se zákazníkem. Jasné formulace jeho požadavků se musí přenést do zadání.

Tím se předejde k budoucí reklamaci. Neopomenutí působení stroje na okolí a naopak je sa- mozřejmostí. Konstruování vyžaduje systematickou práci. Schéma konstrukčního procesu je znázorněno na následujícím Obr. 9. [3]

Zadání úkolu (zákazník)

Stanovení a zpřesnění úkolu

Odsouhlasení zadavatelem

Specifikace požadavků

Stanovení úplné stavební struktury

Vyhovuje úplná stavební struktura

Dokumentace

(32)

Při hledání nového konstrukčního řešení na vylepšení výrobku podle přání zákazníka kon- struktér musí zjistit stávající informace o výrobku. V tomto případě se jedná o pozorování stroje za provozu a zdokumentování za pomoci fotoaparátu. Doporučuje se, aby tuto práci neprováděl jeden konstruktér a pozorovací práce zopakovat. Další fází je srovnání výrobku se zákaznickou a výrobně-montážní dokumentací a jsou hledány případné odchylky. Pak násle- duje hledání konstrukčního řešení. Technické oddělení přitom spolupracuje s technology a plánovači výroby. [3]

Po zhodnocení a rozhodování, které je spojeno s určením optimální varianty, je výrobní a montážní dokumentace předána do oddělení technologie a plánování výroby. Tato dokumentace musí splňovat požadavky v podobě efektivní vyrobitelnosti a bezproblémového smontování buď v podniku, nebo pomocí kooperací. Časový harmonogram prací pro splnění dílčích částí úspěšné realizace produktu je nutný. Konstruktér k technické dokumentaci uvede soupisku dílů tzv. kusovník, podle kterého oddělení zásobování objedná materiál. [3]

Další činností návrhového procesu tvorby produktu je stanovení nákladů na výrobek a služby.

Tento postup je jmenuje kalkulace. Další postup realizace produktu hmotného procesu a procesu provozu u zákazníka je vyjádřen pomocí Obr. 10. [3]

Obr. 10 Konečný proces realizace produktu a jeho provoz [3]

Ke správnému chodu výrobku je nezbytná kvalifikovaná montáž, která zajistí správnou manipulaci a sestavení do konečné podoby výrobku. Předejde se případným reklamacím na ne- správnou funkčnost výrobku. [3]

Výroba Montáž Expedice Provoz,servis

a likvidace

(33)

7 Identifikace místa s rizikem pádu pracovníka

Na horizontální deskové vyvrtávačce WRD 130 hrozí riziko pádu pracovníka z místa upína- cích desek do oblasti snížené části stroje na vedení stroje s teleskopickými kryty. Zároveň hrozí pád pracovníka na dopravník třísek, který se nachází mezi vedením stroje a upínacími deskami. Nejvyšší riziko pádu hrozí při pracovní činnosti upínání polotovaru na upínací desky, upínací úhelníky a upínací kostky (viz Obr. 11). Je zde možnost uklouznutí z důvodu zne- čistění povrchu upínacích desek a jejich hladkého povrchu. Na povrchu upínacích desek ulpí zbytková řezná kapalina a prach. Toto riziko pádu pracovníka hrozí při jeho nepozornosti a případného zanedbání úklidu pracoviště.

Obr. 11 Pohled na nebezpečné místo na stroji WRD 130 [10]

Firma TOS Varnsdorf a.s. upozorňuje na toto nebezpečí v informacích pro používání stroje.

Zde je uvedeno jako zbytkové riziko stroje. Budoucí majitel stroje musí posoudit, zda uvede- né zbytkové riziko stroje je pro něho přijatelné nebo nepřijatelné. Záleží na jeho rozhodnutí, zda provede dodatečnou konstrukční úpravu. Dodatečné konstrukční úpravy zákazníků jsou patrné na Obr. 12 a Obr. 13.

(34)

Obr. 12 Konstrukční řešení zákazníka pomocí lanového systému a roštu [10]

Obr. 13 Konstrukční řešení zákazníka pomocí pevného zábradlí [10]

(35)

Konstrukční řešení daného problému u firem UnionChemnitz, Pama a Škoda Machine Tool jsou vidět na Obr. 14, Obr. 15 a Obr. 16. V prvním případě konstruktér navrhl zabezpečení k zamezení pádu pracovníka na dopravník třísek pomocí roštu připevněného k boku betono- vého základu stroje.

Obr. 14 Konstrukční řešení firmy UnionChemnitz pomocí roštu [11]

(36)

Obr. 16 Konstrukční řešení firmy Škoda Machine Tool pomocí lanového systému [13]

U Obr. 15 a Obr. 16 je zobrazeno zabezpečení proti pádu pracovníka pomocí lanového systé- mu. Oproti předchozímu případu (viz. Obr. 14) je zde provedeno zabezpečení proti vstupu na pohyblivou část stroje.

(37)

8 Návrh řešení

Navrhování je inovační a rozhodovací proces. K navržení řešení jsou nezbytné informace, které poskytnou konstruktérovi představu o daném problému, jejž potřebuje zákazník vyřešit.

Nejčastějším problémem je funkčnost výrobku a bezpečnost, která musí splňovat příslušné harmonizační právní předpisy Evropské unie. [14]

Pro odstranění zbytkového rizika u stroje WRD 130 firmy TOS Varnsdorf a.s. je použito opatření zabudované v konstrukci. Konstrukční řešení nesmí bránit plynulému provozu stroje a v žádném případě nesmí vzniknout nové nebezpečí. Na základě těchto požadavků jsou navr- ženy následující varianty řešení za pomocí:

 sklopného zábradlí,

 posuvného zábradlí,

 výsuvného zábradlí.

3D model navrhnutých řešení je vypracován v programu Autodesk Inventor Professional 2017. Součástí budou sestavné výkresy, které obsahují kusovník. Pro položky v kusovníku se určí cena jednotlivých komponentů pro ekonomické zhodnocení. Bude počítáno s maloob- chodními cenami.

8.1 Sklopné zábradlí

Nebezpečný prostor je zde oddělen pomocí sklopného zábradlí. Hlavními částmi zábradlí jsou sloupky a madlo, které je připevněno pomocí otočných čepů. Ty jsou zajištěny pojistnými kroužky pro hřídel (viz Obr. 17).

(38)

Zábradlí je připevněno k boku betonového základu pomocí svařených desek s čepy. Na tyto čepy jsou nasazeny sloupky zábradlí a zajištěny pomocí pojistných kroužků pro hřídel (viz. Obr. 18).

Obr. 18 Detail spojení sklopného zábradlí k betonovému základu

Zábradlí je ve svislé poloze zajištěno pomocí kolíku, který je umístěn na prvním sloupku zprava. Pro sklopení zábradlí je nutné daný kolík vyndat. Zábradlí se sklopí pod úroveň upí- nacích desek, kde nebude bránit provozu stroje (viz. Obr. 19).

Obr. 19 Detail zajištění sklopného zábradlí ve svislé poloze

Zábradlí nelze upevnit v těsné blízkosti obvodového hrazení stroje z důvodu chybějícího prostoru pro sklopení. Vzniklý prostor bude zabezpečen pomocí sundavacího plastového výstraž- ného řetězu s výstražnou značkou. Na Obr. 20 je celkový pohled na segment sklopného zábradlí v nesklopeném stavu.

(39)

Obr. 20 Segment sklopného zábradlí v nesklopeném stavu

Výška zábradlí od upínacích desek je jeden metr. Celé zabezpečení stroje je složeno z několi- ka segmentů sklopného zábradlí. Pro celkové přestavení stojanu v ose X (viz Tab. 2) se použi- je příslušný počet segmentů sklopného zábradlí. Na Obr. 21 je celkový pohled na segment sklopného zábradlí ve sklopeném stavu.

Obr. 21 Segment sklopného zábradlí ve sklopeném stavu

(40)

8.2 Posuvné zábradlí

Zbytkové riziko je zde minimalizováno prostřednictvím posuvného zábradlí. Základní částí je lineární vedení (viz. [15]), po kterém jezdí přírubové vozíky (viz. [16]), k nimž jsou přišrou- bovány sloupky zábradlí (viz Obr. 22).

Obr. 22 Detail spojení sloupku s přírubovým vozíkem u posuvného zábradlí

Rovnoměrnou vzdálenost jednotlivých sloupků zajišťuje nůžkový mechanismus umístěný pod úrovní upínacích desek. Ten je zajištěn pomocí pojistných kroužků pro hřídel na sloup- cích. Nůžkový mechanismus v horní části zabraňuje pracovníkovi v pádu. Ten je připevněn pomocí čepů zajištěných pojistnými kroužky pro hřídel. Spodní částí pojíždí po bocích sloup- ků (viz. Obr. 23).

Obr. 23 Nůžkový mechanismus posuvného zábradlí

(41)

Sloupky zábradlí dosahují výšky od upínacích desek jeden metr. První sloupek umístěný vpravo je připevněn napevno a poslední sloupek umístěný vlevo je připevněn ke stojanu stroje. To umožňuje pohyb posuvného zábradlí pouze při chodu stroje. Na Obr. 24 je celkový pohled na posuvné zábradlí v roztaženém stavu.

Obr. 24 Posuvné zábradlí v roztaženém stavu

Pro celkové přestavení stojanu v ose X (viz Tab. 2) se použije příslušný počet sloupků posuv- ného zábradlí. Na Obr. 25 je celkový pohled na posuvné zábradlí v neroztaženém stavu.

Obr. 25 Posuvné zábradlí v neroztaženém stavu

(42)

8.3 Výsuvné zábradlí

Riziko pádu pracovníka je zde eliminováno pomocí výsuvného zábradlí. Základní částí zá- bradlí je dvojice nůžkového mechanismu. Jeho krajní části jsou připevněny pomocí otočných čepů zajištěných pojistnými kroužky pro hřídel ke konci madla daného segmentu (viz. Obr.

26).

Obr. 26 Detail připojení nůžkového mechanismu k madlu výsuvného zábradlí

Spodní část nůžkového mechanismu je připevněna k boku betonového základu pomocí desky s čepem, na kterém je mechanismus nasazen a zajištěn pomocí pojistného kroužku pro hřídel (viz. Obr. 27).

Obr. 27 Detail spojení výsuvného zábradlí k boku betonového základu

Na opačné straně nůžkového mechanismu jsou umístěna kola, která se při zasouvání výsuv- ného zábradlí odvalují po spodní části madla a L profilu připevněného k boku betonového základu stroje (viz Obr. 28).

(43)

Obr. 28 Pojezd nůžkového mechanismu po L profilu

K zajištění zábradlí ve vysunutém stavu slouží západka v horní části nůžkového mechanismu.

Na Obr. 29 je celkový pohled na segment výsuvného zábradlí ve vysunutém stavu.

Obr. 29 Segment výsuvného zábradlí ve vysunutém stavu

Výška výsuvného zábradlí od upínacích desek je jeden metr. Pro celkové přestavení stojanu v ose X (viz. Tab. 2) se použije příslušný počet segmentů výsuvného zábradlí. Na Obr. 30 je celkový pohled na segment výsuvného zábradlí v nevysunutém stavu.

(44)

Obr. 30 Segment výsuvného zábradlí v nevysunutém stavu

(45)

9 Vyhodnocení

Vyhodnocení navrhnutých řešení bude provedeno z hledisek proveditelnosti, provozu a ekonomie. Porovnají se tři varianty konstrukčního řešení k odstranění zbytkového rizika stroje WRD 130 firmy TOS Varnsdorf a.s. Podle porovnání daných hledisek se určí optimální varianta řešení.

9.1 Sklopné zábradlí

Pro výrobu sklopného zábradlí byla zvolena ocel 11 343. Základní rozměry jsou patrné z Obr.

31. Sloupky a madlo se skládají ze čtvercového tenkostěnného profilu ČSN 42 5720. Sloupky mají velikost 40x3 mm a madlo 50x3 mm. K madlu jsou přivařena oka z plechu o tloušťce 5 mm. Pro spojení madla a sloupků jsou použity čepy o průměru 25 mm. Ty jsou zajištěny po- mocí pojistných kroužků pro hřídel ČSN 02 2930 o velikosti 25 mm. Zábradlí je připevněno k boku betonového základu pomocí svařené desky o tloušťce 5 mm s čepem o průměru 28 mm. Sloupky jsou opět zajištěny pomocí pojistných kroužků pro hřídel ČSN 02 2930 o velikosti 25 mm. Svislá poloha zábradlí je zajištěna pomocí tyče průřezu U ČSN 1490 o velikosti 75x40x5 mm a kolíku o průměru 15 mm. Kolík je určen pro vyndávání ze zábradlí z důvodu jeho sklopení. Pro zabezpečení konce mezi zábradlím a obvodovým hrazením stroje je použit sundavací plastový výstražný řetěz žlutočerné barvy.

(46)

Pracovník obsluhující stroj musí dodržet stanovený pracovní postup. Před samotným obrábě- ním stroje je nutné nejprve zábradlí sklopit a to tak, aby nebránilo v pohybu vřeteníku s pří- slušenstvím. Pracovník nejdříve sundá ze zábradlí plastový výstražný řetěz. Teprve pak může z prvního sloupku vyndat kolík a zábradlí sklopit až na doraz. Tento postup opakuje u všech segmentů zábradlí.

Poté pracovník vstoupí do kabiny pro obsluhu stroje a uvede ho do chodu. Po skončení obrá- bění musí vřeteník stroje umístit minimálně do výšky 1,1 metru od upínacích desek. Vřeteník nesmí bránit zvednutí zábradlí do svislé polohy. Po zvednutí všech segmentů zábradlí do svis- lé polohy a jejich zajištění kolíkem, pracovník zajistí volný prostor na konci zábradlí pomocí plastového výstražného řetězu.

Bezpečnostní riziko hrozí v případě:

 nedodržení stanoveného pracovního postupu,

 hrozí nebezpečí pádu při manipulaci se zábradlím (ztráta rovnováhy),

 hrozí nebezpečí pádu při manipulaci s kolíkem, který zajišťuje svislou polohu zábrad- lí,

 hrozí nebezpečí pádu při cestě do kabiny pro obsluhu stroje při sklopeném zábradlí (uklouznutí, zakopnutí a upadnutí na upínacích deskách).

Ekonomické zhodnocení je provedeno na základě ceny jednotlivých komponentů zábradlí, pomocného materiálu a mzdy pracovníků na výrobu zábradlí. Přehled cen jednotlivých kom- ponentů a dalšího materiálu je uveden v Tab. 3 a Tab. 4, kde jsou uvedeny maloobchodní ceny.

Tab. 3 Přehled cen jednotlivých komponentů sklopného zábradlí

Název součásti Norma Počet kusů Cena za kus Cena celkem

Madlo - 1 560 560

Sloupek - 4 138 552

Zarážka - 1 11 11

Kolík - 1 3 3

Čep s deskou - 4 10 40

Čep - 4 5 20

Pojistný kroužek 25 ČSN 02 2930 12 3 36

Plastový výstražný řetěz - 1 35 35

Cena celkem: 1 257 Kč

(47)

Tab. 4 Přehled cen pomocných materiálů sklopného zábradlí

Pomocný materiál Cena Krytí barvy

na 1 kg

Spotřeba barvy

Cena na plochu cca 4,5 m2

Plátno brusné na kov 15 - - -

Severochema technický benzín 4l 351 10 0,45 39

Denas antikor 10 kg 1739 6 0,75 130

Denas Univerzál lesk 0440 modrá 10 kg 2279 7 0,64 293

Cena celkem: 478 Kč

Náklady pro zaměstnavatele jsou uvedeny v Tab. 5. Pro zjednodušení výpočtu nákladů pro zaměstnavatele je předpokládáno, že pracovníci jsou jen plátci DPH a svobodni (bez dětí).

Výpočet byl proveden za pomoci kalkulátoru (viz. [17]) pro výpočet čisté mzdy v roce 2017.

Tab. 5 Náklady pro zaměstnavatele u sklopného zábradlí Pracovník Hodinová

mzda

Počet hodin

Hrubá mzda

Soc. a zdrav. poj.

zaměstnavatel

Celkové náklady zaměstnavatel

Obráběč 100 1 100 34 134

Svářeč 110 1 110 38 148

Lakovník 80 3 240 82 322

Montér 90 1 90 31 121

Pomocí přehledů cen ve třech výše uvedených tabulkách se vypočítají celkové náklady na výrobu sklopného zábradlí. Celkové náklady na výrobu sklopného zábradlí činí 2 460 Kč.

Tato varianta řešení z ekonomického hlediska je levná. Nabízí sice zákazníkovi úsporu peněz, ale bezpečnostní riziko hrozí při manipulaci se zábradlím.

9.2 Posuvné zábradlí

Pro výrobu posuvného zábradlí byla použita ocel 11 343. Základní rozměry jsou patrné z Obr.

32. Sloupky posuvného zábradlí jsou vyrobeny ze čtvercového tenkostěnného profilu ČSN 42 5720. Sloupky mají velikost 40x3 mm. Ke sloupkům jsou přivařena oka a desky z plechu o tloušťce 5 mm a čepy o průměru 15 mm. Na čepy je nasazen nůžkový mechanismus zajišťují- cí rovnoměrné roztažení sloupků. Je zajištěn pomocí pojistných kroužků pro hřídel ČSN 02 2930 o velikosti 11 mm. Ke sloupkům jsou přišroubovány přírubové vozíky HGW65CC, kte- ré pojíždí po lineárním vedení HGR65R. Vedení je na pevno připevněno k boku betonového základu. Nůžkový mechanismus v horní části zabraňující pracovníkovi v pádu je připevněn

(48)

k okům sloupků pomocí čepů o průměru 15 mm. Čepy jsou zabezpečeny pomocí pojistných kroužků pro hřídel ČSN 02 2930 o velikosti 15 mm.

Obr. 32 Základní rozměry posuvného zábradlí (rozměry v mm): 1 – sloupek; 2 – nůžkový mechanismus spodní; 3 – nůžkový mechanismus horní; 4 – čep; 5 – přírubový vozík;

6 – lineární vedení; 7 – pojistný kroužek; 8 – šroub

V této variantě konstrukčního řešení pracovník nemusí manipulovat s posuvným zábradlím, protože zábradlí pojíždí spolu se strojem. Nebrání v provozu stroje. V tomto případě není nut- né použít plastový výstražný řetěz na konci zábradlí. Žádný volný prostor zde nevznikne.

 hrozí nebezpečí pádu pouze při nepozornosti pracovníka (lidský faktor – chyba a cho- vání).

Ekonomické zhodnocení je provedeno na základě ceny jednotlivých komponentů zábradlí, pomocného materiálu a mzdy pracovníků na výrobu zábradlí. Přehled cen materiálů je uveden v Tab. 6 a Tab. 7, kde jsou uvedeny maloobchodní ceny.

(49)

Tab. 6 Přehled cen jednotlivých komponentů posuvného zábradlí

Sloupek - 4 180 720

Nůžkový mechanismus velký - 1 458 458

Nůžkový mechanismus malý - 3 304 912

Čep - 6 8 48

Přírubový vozík - 4 3460 13840

Lineární vedení - 2 8280 16560

Podložka 15 ČSN 150A 6 1 6

Šroub M16x25 ISO 4762 16 13 208

Tab. 7 Přehled cen pomocných materiálů posuvného zábradlí

na 1 kg

Výpočet byl proveden za pomoci kalkulátoru (viz [17]) pro výpočet čisté mzdy v roce 2017.

Tab. 8 Náklady pro zaměstnavatele u posuvného zábradlí Pracovník Hodinová

mzda

Hrubá mzda

zaměstnavatel

Obráběč 100 5,5 100 187 737

Svářeč 110 2 110 75 295

Lakovník 80 2,5 240 60 235

Montér 90 3 90 92 362

Součtem celkových cen ve třech výše uvedených tabulkách se vypočítají celkové náklady na výrobu posuvného zábradlí. Celkové náklady na výrobu posuvného zábradlí činí

(50)

se navýší o uvedenou částku. Nabídne však zákazníkovi odstranění nutnosti manipulace se zábradlím. Nebezpečí pádu pracovníka zde nehrozí.

9.3 Výsuvné zábradlí

Pro výrobu výsuvného zábradlí byla zvolena ocel 11 343. Základní rozměry jsou patrné z Obr. 33. Madlo se skládá ze čtvercového tenkostěnného profilu ČSN 42 5720. Madlo má velikost 50x3 mm. K madlu jsou přivařena oka z plechu o tloušťce 5 mm. Pro spojení madla a dvou nůžkových mechanismů jsou použity čepy o průměru 25 mm. Ty jsou zajištěny pomo- cí pojistných kroužků pro hřídel ČSN 02 2930 o velikosti 25 mm. Zábradlí je připevněno k boku betonového základu pomocí svařené desky o tloušťce 5 mm s čepem o průměru 28 mm. Zde je nůžkový mechanismus opět zabezpečen pomocí pojistných kroužků pro hřídel ČSN 02 2930 o velikosti 25 mm. Ve spodní části nůžkový mechanismus pojíždí po L profilu ČSN 1490 o velikosti 90x75x9 mm. Svislá poloha zábradlí je zajištěna pomocí západky v horní části nůžkového mechanismu.

Obr. 33 Základní rozměry segmentu výsuvného zábradlí (rozměry v mm): 1 – madlo;

2 – nůžkový mechanismus; 3 – pojezd; 4 – čep s deskou; 5 – čep;

6 – pojistný kroužek; 7 - západka

Pracovník obsluhující stroj musí dodržet stanovený pracovní postup. Před samotným obrábě- ním stroje je nutné nejprve zábradlí zasunout a to tak, aby nebránilo v pohybu vřeteníku

(51)

s příslušenstvím. Pracovník musí postupně zasunout jednotlivé segmenty zábradlí. Na segmentu uvolní západky na obou nůžkových mechanismech, které zajišťují vysunutou polohu.

To mu umožní segment zábradlí zasunout. Stejný postup opakuje u ostatních segmentů.

Poté pracovník vstoupí do kabiny pro obsluhu stroje a uvede ho do chodu. Po skončení obrá- bění musí vřeteník stroje umístit minimálně do výšky 1,1 metru od upínacích desek. Vřeteník nesmí bránit zvednutí zábradlí do vysunuté polohy. Po zvednutí segmentu zábradlí do vysunu- té polohy ho zajistí západkami. Tento postup opakuje u ostatních segmentů.

 hrozí nebezpečí pádu při manipulaci se zábradlím (ztráta rovnováhy),

 hrozí nebezpečí pádu při cestě do kabiny pro obsluhu stroje při zasunutém zábradlí (uklouznutí, zakopnutí a upadnutí na upínacích deskách).

Ekonomické zhodnocení je provedeno na základě ceny jednotlivých komponentů zábradlí, pomocného materiálu a mzdy pracovníků na výrobu zábradlí. Přehled cen jednotlivých kom- ponentů je uveden v Tab. 9 a Tab. 10, kde je počítáno s maloobchodními cenami.

Tab. 9 Přehled cen jednotlivých komponentů výsuvného zábradlí

Madlo - 1 560 560

Nůžkový mechanismus - 2 262 524

Pojezd - 2 246 492

Čep s deskou - 2 10 20

Čep - 2 2 4

Tab. 10 Přehled cen pomocných materiálů výsuvného zábradlí

na 1 kg

(52)

Výpočet byl proveden za pomoci kalkulátoru (viz [17]) pro výpočet čisté mzdy v roce 2017.

Tab. 11 Náklady pro zaměstnavatele u výsuvného zábradlí Pracovník Hodinová

mzda

Hrubá mzda

zaměstnavatel

Obráběč 100 2 200 68 268

Svářeč 110 1 110 38 148

Lakovník 80 2 140 48 188

Montér 90 2 180 62 242

Pomocí přehledů cen ve třech výše uvedených tabulkách zjistíme celkové náklady na výrobu výsuvného zábradlí. Celkové náklady na výrobu výsuvného zábradlí činí 2 833 Kč. Tato varianta řešení z ekonomického hlediska je levná. Toto konstrukční řešení však neodstraňuje bez- pečnostní riziko při manipulaci se zábradlím.

(53)

ZÁVĚR

V této práci jsou zpracovány tři konstrukční návrhy k zabezpečení horizontální vyvrtávačky proti pádu pracovníka. Jedná se o horizontální deskovou vyvrtávačku WRD 130, která je vý- robkem firmy TOS Varnsdorf a.s. Tato firma uvedla na domácí i zahraniční trh největší stroje v dosavadní historii firmy, stroje řady WRD (o průměru vřetena až 200 mm). Téma práce bylo zadáno touto firmou. Vedení podniku hledá nejvhodnější způsob, jakým opatřením snížit zbytkové riziko stroje – z hlediska pádu pracovníka.

Pro navržení různých návrhů k řešení daného problému je však nutná znalost normy ČSN EN ISO 12100 a normy ČSN EN 12417+A2. V teoretické části práce byly popsány procesy po- souzení rizika a snížení rizika. Pozornost je věnována bezpečnosti obráběcích strojů.

V praktické části je popsána a charakterizována horizontální desková vyvrtávačka WRD 130.

Zároveň jsou uvedeny její základní technické parametry. Následně je určeno rizikové místo na stroji (viz. Obr. 11), kde hrozí nebezpečí pádu pracovníka. Jsou představeny konstrukční úpravy zákazníků (viz Obr. 12 a Obr. 13) pro odstranění zbytkového rizika. Dále jsou ukázána konstrukční řešení (viz. Obr. 14, Obr. 15 a Obr. 16) ostatních firem.

Po prostudování norem a analyzování problému byly navrhnuty tři varianty konstrukčního řešení. První variantou řešení bylo sklopné zábradlí (viz Obr. 20). Celé zábradlí bylo navrhnu- to z několika segmentů. Pro celkové přestavení stojanu v ose X se použije příslušný počet segmentů. Hlavní části segmentu zábradlí (madlo a sloupky) byly navrženy ze čtvercového tenkostěnného profilu. Pro pohyblivé spojení těchto komponentů byly použity čepy, které jsou zajištěny pojistnými kroužky pro hřídel. Pro připevnění k boku betonového základu byly pou- žity svařené desky s čepy, na které jsou nasazeny sloupky zábradlí a zajištěny pomocí pojist- ných kroužků pro hřídel. Zábradlí je zajištěné ve svislé poloze pomocí kolíku v prvním sloupku a U profilu, který je připevněn k boku betonového základu stroje. Sklopení zábradlí je možné po vytažení tohoto kolíku. Vzniklý prostor na konci zábradlí je zajištěn pomocí plas- tového výstražného řetězu.

Další variantou řešení bylo posuvné zábradlí (viz Obr. 24). Hlavní částí tohoto zábradlí je lineární vedení, po kterém pojíždí přírubové vozíky. K vozíkům jsou přišroubovány sloupky zábradlí, které byly navrhnuty ze čtvercového tenkostěnného profilu. Ve spodní části je ke všem sloupkům zajištěn nůžkový mechanismus pomocí pojistných kroužků pro hřídel.