Bulletin
Prosinec 2006, číslo 38
„Úspěch má jen ten, kdo něco dělá, zatímco čeká na úspěch.“
Thomas Alva Edison
Obsah
- Prof.Ing.Zdeněk Kolíbal,CSc.
Poradenské a vzdělávací centrum - 5
- Doc. Ing.B. Lacko, CSc
Význam managementu rizik pro současné strojní inženýrství - 7
- Ing. Petr Blecha, Ph.D.
Bezpečnost strojních zařízení a management rizik - 10
- Ing. Jaroslav Řasa, CSc., Ing. Zuzana Kerečaninová
Lasery ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii - 12
- TOS KUŘIM rozšiřuje své výrobkové portfolio
- 16
Zprávy z činnosti ASI
- Z činnosti klubu A.S.I. Brno
- 18
- Zápis z 28. výjezdního zasedání Senátu A.S.I.
- 19
- Usnesení z jednání Senátu dne 21. září 2006 v a.s. KRÁLOVOPOLSKÁ v Brně
- 21
- Nový předseda výboru Asociace strojních inženýrů Doc. Ing. Daniel Hanus, CSc., EUR ING, AFAIAA
- 22
- Seminář Parní a spalovací turbíny 2006
- 23
- TURBOMACHINERY-Fluid Dynamics and Thermodynamics sedmá evropská konference, 5. - 9. března 2007, Atény, Řecko
- 24
- Ze semináře: Vědeckotechnické parky v ČR
- 25
Společenská kronika členů ASI
- Prof. Ing. Jiří Dunovský, CSc., EWE oslaví sedmdesátiny
- 26
- Pozvánka na technické úterky
- 27
- Novinky od RENISHAW
- 28
- Představení publikace: Energie a globální oteplování - země v proměnách při opatřování energie
- 30
Redakční rada
Toto číslo Bulletinu připravil redakčně kolektiv klubu Brno ve složení:
Ing. Olga Davidová, Ph.D.; Doc.Ing. Branislav Lacko, CSc.; Ing. František Vdoleček, CSc.; Ing. Daniel Zuth.
Bezpečnost strojních zařízení a management rizik
Ing. Petr Blecha, Ph.D.
FSI VUT v Brně
Předložený příspěvek se orientuje na problematiku bezpečnosti strojního zařízení z pohledu příslušné legislativy Evropské unie a České republiky. Shrnuje současné požadavky na české výrobce strojního zařízení a zabývá se problematikou managementu rizik u těchto zařízení.
Legislativa EU
V Evropské unii se oblast technické legislativy vyznačuje systémem regulace pomocí legislativního souboru obecných ustanovení vztahujících se zejména k ochraně zdraví a života osob (ochrana spotřebitele) a ochraně životního prostředí. Pro umožnění pružné aktualizace požadavků na bezpečnost výrobků byl vytvořen institut harmonizovaných technických norem a definována nevyvratitelná právní domněnka, že při splnění ustanovení harmonizované technické normy jsou splněny právní povinnosti uložené technicko právním předpisem, ke kterému se harmonizovaná norma vztahuje.
Pod pojmem právo EU rozumíme veškeré právní normy, které zahrnují problematiku EU. Pro právo, které se týká prvního pilíře EU – Evropských společenství, se vžil název komunitární právo. To je nejobsáhlejší a rovněž nejvýznamnější složkou unijního práva.
Komunitární právo lze dělit na:
- primární právo (zakládající smlouvy jednotlivých Evropských společenství)
- sekundární právo (právní normy vydávané výkonnými orgány Evropských společenství a rozhodnutí soudních orgánů Evropských společenství)
Jednotlivé zakládající smlouvy dovolují orgánům Evropských společenství vydávat následující právní normy: nařízení, směrnice, rozhodnutí, doporučení a stanoviska.
Komunitární právo je specifický právní řád s následujícími charakteristickými rysy:
- Samostatnost - komunitární právo platí na území členského státu vedle národního právního řádu.
- Bezprostřední použitelnost - není nutná recepce vnitrostátním právním řádem aby bylo platné.
- Nepřímý účinek - národní státy mají povinnost vykládat svůj právní řád tak, aby bylo dosaženo cílů komunitárního práva.
- Přednost - komunitární právo má přednost před národním právním řádem.
Bezpečného strojního zařízení se týká celá řada směrnic a nařízení, nejvýznamnější je Směrnice evropského parlamentu a rady 2006/42/ES ze dne 17. května 2006 o strojních zařízeních a o změně směrnice 95/16/ES (přepracované znění), která nahradila směrnici 98/37/ES. Členské státy do 29. června 2008 přijmou a zveřejní předpisy nezbytné pro dosažení souladu s touto směrnicí a budou tyto předpisy používat s účinností od 29. prosince 2009. Tato směrnice byla vyhlášena v úředním věstníku Evropské unie č. L 157/24 dne 9.6.2006 a vstoupila v platnost dvacátým dnem po vyhlášení (29.6.2006).
Legislativa ČR
V ČR je vztah státu a výrobce (dovozce, dodavatele) řešen především zákonem č. 22/1997 Sb., v platném znění, o technických požadavcích na výrobky. Jedná se o horizontální právní předpis, který je v jednotlivých výrobkových oblastech vertikálně prováděn konkrétními nařízeními vlády (do 29. června 2008 musí být nahrazena novými). Dále nařízením vlády č. 378/2001 Sb. kterým se stanoví bližší požadavky na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, přístrojů a nářadí. Toto nařízení se vztahuje, v souladu s právem Evropských společenství, na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, přístrojů a nářadí, pokud požadavky na bezpečnost provozu a používání zařízení nestanoví zvláštní právní předpis jinak. A v neposlední řadě zákonem č. 102/2001 Sb., o obecné bezpečnosti výrobků a zákonem č. 59/1998 Sb., ve znění zákona č. 209/2000 Sb., o odpovědnosti za škodu způsobenou vadou výrobku. Na výrobci spočívá povinnost dokázat, že uvedený výrobek byl ve shodě s platnými předpisy a technickými požadavky na výrobky. Výrobce tedy musí před uvedením výrobku na trh provést mimo jiné i analýzu všech rizik výrobku aby mohl tuto shodu dokladovat.
Požadavky kladené na výrobce
Uvádění strojního zařízení na trh a do provozu
Před uvedením strojního zařízení na trh nebo do provozu výrobce zajistí, aby splňovalo příslušné základní požadavky na ochranu zdraví a bezpečnost; zajistí, aby byla k dispozici příslušná technická dokumentace; poskytne zejména potřebné informace, např. návod k používání; provede příslušné postupy k posouzení shody; vypracuje ES prohlášení o shodě a zajistí, aby toto prohlášení bylo přiloženo ke strojnímu zařízení; připojí označení CE.
Postupy posuzování shody strojního zařízení
Není-li strojní zařízení uvedeno v příloze IV směrnice 2006/42/ES (např. různé kovoobráběcí stroje), může výrobce použít postup posuzování shody interním řízením výroby strojního zařízení podle přílohy VIII této směrnice. To znamená, že pro každý vzor konstrukční řady vypracuje výrobce technickou dokumentaci uvedenou v příloze VII části A (konstrukční a výrobní dokumentaci včetně celkového popisu strojního zařízení, dokumentace o posouzení rizika s uvedením postupu, použitých normách atd.) a přijme všechna nezbytná opatření, aby výrobní proces zajišťoval shodu vyráběného strojního zařízení s touto technickou dokumentací a s požadavky této směrnice.
Je-li zařízení uvedeno v příloze IV (např. různé dřevoobráběcí stroje) a nebylo-li vyrobeno podle harmonizovaných norem musí výrobce použít buď postup ES přezkoušení typu a interní řízení výroby strojního zařízení nebo postup komplexního zabezpečování jakosti podle přílohy X směrnice 2006/42/ES.
Management rizik
Management rizika je systematický proces, při kterém se riziko identifikuje a analyzuje a dále se definuje optimální způsob jeho zvládnutí při minimálních nákladech a respektování systémových cílů podniku. U výrobních zařízení spočívá management rizik ve čtyřech hlavních procesech: plánování rizika, posuzování rizika, monitoringu rizika a ovládání rizika. Tyto procesy jsou z technického hlediska zaměřeny na dosažení bezpečnosti strojního zařízení. Základní požadavky na ochranu zdraví a na bezpečnost, vztahující se na návrh a výrobu strojních zařízení jsou uvedeny v příloze č. 1 směrnice 2006/42/ES a v ČSN EN ISO 12100-1/2004. V kapitole č. 4 této normy je uveden výčet potenciálních nebezpečí, která je nutno vzít v úvahu při konstruování strojního zařízení.
Dle ČSN EN ISO 12100-1 je pojem riziko definován jako „kombinace pravděpodobnosti výskytu škody a závažnosti této škody“. Za škodu přitom považujeme fyzické zranění a/nebo poškození zdraví nebo majetku. Všeobecnými zásadami postupu posouzení rizika ve všech fázích životnosti strojního zařízení se zabývá norma ČSN EN 1050:2001. Součástí posuzování rizik není proces snižování rizika a volby vhodných bezpečnostních opatření. Při analýze nebezpečí je potřeba mít na zřeteli tu skutečnost, že strojní zařízení představují rozsáhlý soubor zdrojů nebezpečí, která mohou být příčinou škody na majetku nebo zranění či poškození zdraví jak u obsluhy, tak i u nezúčastněné osoby. Analýzu nebezpečí je nutno provést pro celý životní cyklus sledovaného strojního zařízení.
Na základě posouzení rizik je možno navrhnout bezpečnostní části ovládacích - řídících systémů. Pro návrh bezpečnostních částí ovládacích systémů lze například použít normu ČSN EN 954-1:1998, která uvádí všeobecné požadavky a zásady konstrukce bezpečnostních částí řídících systémů. Pro tyto části norma uvádí charakteristiky bezpečnostních funkcí a specifikuje jednotlivé bezpečnostní kategorie. Další možností je v současné době použití normy ČSN EN 61508-1 až 5:2002 – Funkční bezpečnost elektrických / elektronických / programovatelných elektronických systémů souvisejících s bezpečností. Tato norma specifikuje úrovně integrity bezpečnosti SIL (Safety Integrity Level) a popisuje charakteristiky jejich bezpečnostních funkcí.
Závěr
V článku jsou uvedeny pouze základní informace o předmětné problematice, které umožní čtenáři základní orientaci v dané problematice. Bezpečností strojů, analýzou rizik a jejich posuzováním se v rámci projektu "Výzkum výrobní techniky a technologií" zabývá brněnské pracoviště VCSVTT na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně, Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky.
Poděkování
Tato práce byla podporována Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ČR (program 1M Výzkumná centra, projekt 1M6840770003 nazvaný "Výzkum výrobní techniky a technologií").
Literatura
[1] Arnold, R. Základy práva Evropských společenství. Praha: Ediční středisko Právnické fakulty UK, 1994.
[2] Blecha, P. a kol. – Závěrečná zpráva projektu 2.4.1 Analýza rizik a bezpečnost strojů, číslo zprávy V-05-094, Výzkumné centrum strojírenské výrobní techniky a technologií, ČVUT Praha, FSI - VUT v Brně, 2005
[3] Lacko, B.: Verbální hodnocení rizika v projektech, Tvorba softwaru 2005, pp.115-121, ISBN 80-86840-14-X, (2005), VŠB-TU Ostrava
[4] Lacko, B.: Aplikace metody RIPRAN v softwarovém inženýrství. In: Sborník celostátní konference TVORBA SOFTWARU 2001, VŠB Ostrava 2001
[5] Wawrosz, P., Slováčková P.: Průvodce podnikatele právem Evropského společenství, Praha 2002, ISBN 80-238-8700-9
[6] ČSN EN 1050:2001 - Bezpečnost strojních zařízení - Zásady pro posouzení rizika.
[7] ČSN EN ISO 12100-1:2004 - Bezpečnost strojních zařízení - Základní pojmy, všeobecné zásady pro konstrukci - Část 1: Základní terminologie, metodologie
[8] Internetové stránky Evropské unie, http://europa.eu.int (směrnice a nařízení EU)
[9] Internetové stránky vlády ČR, www.vlada.cz (zákony a nařízení vlády ČR)
Lasery ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii
Ing. Jaroslav Řasa, CSc., Ing. Zuzana Kerečaninová
Technologie obrábění laserem zaujímá jedno z důležitých míst v současných výrobních procesech. Myšlenka uplatnění laseru jako samostatného nástroje pro obrábění provází technologické lasery od samého počátku vývoje.
Jako technologické zařízení se laser začal používat ve světě od druhé poloviny 60.let. Vývoj laseru i jeho aplikace prochází neustálou inovací, sledující jak nové technické možnosti, tak i přístupnější ekonomii provozu.
Základní předností laserových technologických operací je možnost opracování bez mechanického kontaktu s výrobkem, možnost opracování obtížně přístupných částí materiálu a technologické zpracování materiálů klasickými metodami těžce opracovatelných.
Do tohoto odvětví dnes patří mnoho nových oborů zahrnujících laserové svařování, vrtání, řezání, značení a mikrofrézování, povrchové úpravy, nanášení povlaků, metody tvorby modelů a prototypů (Rapid Prototyping) a laserovou podporu konvenčnímu obrábění. Pomocí laseru je možné také kalit např. vodící plochy obráběcích strojů a břity řezných nástrojů. Každá z těchto oblastí má svá specifika podle typu laseru a způsobu jeho užití.
V poslední době se stále častěji objevují kombinace laseru s klasickým obráběním, jako je soustružení nebo frézování, kde při jednom upnutí obrobku může laser plnit tři funkce:
- funkci předehřevu materiálu před břitem řezného nástroje jako podpora procesu obrábění, vedoucí ke snížení opotřebení břitu řezného nástroje či možnosti obrábění těžkoobrobitelných materiálů vyššími řeznými rychlostmi.
- funkci samostatného nástroje přímou vestavbou do obráběcího stroje, kde laser přebírá většinou operace jemného obrábění, příp. kalení. Ostatní funkce obráběcího stroje zůstávají zachovány. Integrace laseru do obráběcího centra má za cíl komplexní obrobení součásti na jedno upnutí na jediném stroji. Obecně se předpokládá, že je účelné použít laser u soustružnických strojů pro technologie vrtání, řezání, svařování, mikrofrézování, popisování, tepelné zpracování, povlakování, utváření a lámání třísky, odhrotování a obrábění s předehřevem. U frézovacích strojů jde o technologii vrtání, svařování, popisování, mikrofrézování a tepelné zpracování a obrábění s předehřevem.
- funkci měření, příp. scanování.
Ke kombinaci s obráběcím strojem je možné použít jakýkoliv druh průmyslového laseru. Většinou se používají plynové CO2 nebo pevnolátkové Nd:YAG lasery, kterým dnes v některých oblastech (např. kalení) konkurují výkonové diodové lasery. Každý z těchto typů laserů vyzařuje na jiné vlnové délce, což je zásadní pro posouzení obrobitelnosti materiálu, rozdílná je i kvalita paprsku a možnost jeho přívodu od zdroje až na místo užití.
Také ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii na ČVUT v Praze vznikla skupina, která se zabývá výzkumem laserových technologií a jejich aplikací v kombinaci s obráběcím strojem. V našem Centru se vypracovalo několik návrhů integrace laserů pro frézovací stroje, konkrétně nástrojařské frézky a obráběcího centra. Rovněž byl zpracován ideový návrh soustruhu s integrovaným laserem pro kalení.
Obráběcí centrum MCVL 1000 LASER (Obr.1) vzniklo ve spolupráci s firmou Kovosvit MAS, a.s. Sezimovo Ústí. Jeho základem je běžně dodávané a v praxi osvědčené obráběcí centrum, u kterého je na vřeteníku vedle vřetena umístěn Nd:YAG laser. Pomocí vestavěného laseru o výstupním výkonu 50 W se rozšiřují možnosti stroje nejen o mikrofrézování jemných a tvarově složitých obrazců, ale je možné rovněž výrobky označovat požadovaným popisem, čárovým kódem, logem výrobce, apod. Laserem lze např. vyrábět ostré rohy v dutině, což frézou není možné. Stroj se uplatňuje v kusové i sériové výrobě přesných, tvarově složitých součástí z kovových materiálů i plastů. Z hlediska třískového obrábění lze frézovat libovolné prostorové plochy rovinné, šikmé a kruhové, vrtat a vyvrtávat díry. Stroj má díky přídavnému stolu se dvěma rotačními osami celkem 5 řízených os.
Obr. 1 MCVL 1000 LASER
Obr. 2 FNG 5 CNC LASER
Dalším strojem s integrovaným laserem je číslicově řízená nástrojařská frézka FNG 50 CNC LASER (Obr.2), která vznikla spoluprací firmy INTOS, s.r.o. a Výzkumného centra pro strojírenskou výrobní techniku a technologii. Základem je nástrojařská frézka s typovým označením FNG 50 CNC. Jedná se o v praxi ověřenou frézku, u které je na vřeteníku vedle vřetena opět umístěn Nd:YAG laser o výkonu 50 W. Stroj umožňuje na jedno upnutí obrobku provádět operace frézování, popř. vrtání a následně laserové technologie, jak je uvedeno u MCVL 1000 LASER. Stroj se uplatní v kusové i sériové výrobě přesných, tvarově složitých součástí, při výrobě forem a zápustek.
Dále jsou uvedeny některé vybrané technologické aplikace na těchto strojích, jedná se o technologie mikrofrézování a popisování.
Obr. 3 Příklad razníku (velikost razníku: 18x9x36 mm).
Obr. 4 Otisk razníku
Obr. 5 Příklad razníku (velikost razníku: ø3 mm).
Obr. 6 Příklad popisu - vytváření stupnice na měřící přístroj.
Obr. 7 Příklad popisu kalené oceli.
Obr. 8 Příklad popisu samolepek
Obr. 9 MCVL 1000 LASER.
Další stroj, který máme na našem pracovišti k dispozici je 4-osý laserový stroj JK 701H LUMONICS (Obr.9), který je osazen pevnolátkovým Nd:YAG laserem o výstupním výkonu 550 W. Tento stroj je vhodný pro technologie svařování, kalení, vrtání, řezání a povlakování.
Obr. 10 Svar pláště termočlánku.
Obr. 11 Řezání oceli.
Obr. 12 Vrtání Hartmanovy matice (otvory: ø0,2 mm).
V Centru probíhá také rozsáhlý a velmi podrobný výzkum jednotlivých laserových technologií. Hlavní oblasti našeho výzkumu jsou mikrofrézování, obrábění dutin zápustek, leštění, texturování a čištění povrchů, kalení ocelí a litin, vrtání tvarových děr, svařování obtížně svařitelných materiálů, nanášení ochranných, otěruvzdorných a samomazných povlaků, renovace opotřebovaných zápustek a forem a využití laseru jako náhrady za třískové obrábění.
V následujících letech se chceme zabývat dalšími problémy v oblasti laserových technologií a to zejména při použití laseru pro zpracování plastů, skla a kompozitních materiálů. Získané výsledky výzkumu aplikujeme bezprostředně do průmyslu.
Tyto výsledky byly získány za finančního přispění Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy v rámci podpory projektu výzkumu a vývoje 1M684077000.
Nový předseda výboru Asociace strojních inženýrů Doc. Ing. Daniel Hanus, CSc., EUR ING, AFAIAA
Narozen
9. 5. 1944 v Praze.
Vzdělání a odborná a profesní kompetence
- Ing.
- 1967, Fakulta strojní ČVUT v Praze, diplom inženýra s vyznamenáním v oboru „Dopravní stroje a manipulační zařízení“
- CSc.
- 1982, ČVUT v Praze, diplom kandidáta věd v oboru „Energetické stroje a zařízení“
- EUR ING®
- 1997, Evropská federace národních inženýrských asociací FEANI, Brusel, Belgie, profesní titul „Evropský inženýr“, číslo certifikátu 21621
- Doc.
- 2003, ČVUT v Praze, jmenovací dekret docentem číslo 31/2003, pro obor „Konstrukční a procesní inženýrství“
- AFAIAA
- 2005, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, VA, USA, udělení členského stupně „Assoc. Fellow AIAA“
Zaměstnání
- 1961 až 1962
- Dělník v opravárenském automobilovém podniku.
- 1968 až 1976
- Inženýr-asistent na vědeckovýzkumném pracovišti Katedry automobilů a spalovacích motorů ČVUT.
- 1977 až 1982
- Odborný asistent na Katedře letadel ČVUT
- 1983 až 1985
- Pracovník vývoje v n. p. Motorlet
- 1986 až 2003
- Odborný asistent na Odboru letadel ČVUT a vedoucí oborového zaměření Letecké motory
- 2003 - dosud
- Docent a vedoucí oborového zaměření Letecké motory na Ústavu automobilů, kolejových vozidel a letadlové techniky ČVUT
Odborné zaměření a vědeckovýzkumná činnost
Letecké turbínové motory, pohon letadel, vnitřní aerodynamika a termodynamika lopatkových strojů, realizované projekty nových strojů a jejich částí se zlepšenými výkonovými parametry a účinností, příkladem je udělená certifikace inovovaného výstupního hrdla turbovrtulového motoru Americkým úřadem civilního letectví FAA. Řešitel mnoha grantů a projektů v ČR, Německu, USA aj.
Pedagogická činnost
Přednášky na FS, FD a FEL ČVUT, vedení PhD. Hostující profesor na Ecole Nationale de l’Aéronautique et de l’Espace, Toulouse, 1993, krátkodobé pedagogické pobyty na University of Glasgow, UK, Syracuse University, NY, USA a Technische Universität Darmstadt, Německo.
Členství v odborných a vědeckých společnostech
American Institute of Aeronautics and Astronautics, hodnotitelská komise Klubu českých hlav, Česká společnost pro mechaniku, Letecká komise Hospodářského výboru Poslanecké sněmovny Parlamentu ČR
Práce ve vedení odborných a vědeckých společností
- Český svaz vědeckotechnických společností – předseda od roku 1998, znovu zvolen na funkční období 2001-2004
- Odborná společnost letecká České republiky – prezident od roku 1990
- Český národní výbor FEANI – místopředseda od roku 2000
Akademická služba
Člen Akademického senátu Fakulty strojní ČVUT v Praze v letech 1990 až 1998 a ve funkčním období let 2001 až 2004. Od r. 2006 člen Akademického senátu ČVUT v Praze.
( zkráceno )