Nákupní průvodce: Brzdy pro bezpečnostně kritické aplikace

Bezpečnostně kritické aplikace vyžadují ochranu před pádem nebo nechtěným poklesem visících břemen. K tomu se používají bezpečnostní brzdy – často jako jediné zajištění. Bezpečnost je však zajištěna pouze tehdy, když jsou brzdy vhodně vybrány a správně dimenzovány, jinak hrozí věcné nebo osobní škody.

Proto je již při výběru brzd nezbytný kritický pohled na technické detaily produktu a spektrum výkonu dodavatele. Zajímavé je zde také, zda je nabízena pomoc nad rámec produktu.

Visící břemena představují ve strojích a zařízeních značný potenciál ohrožení – zejména s osobami v nebezpečné oblasti. Neúmyslný pokles a příliš dlouhé brzdné dráhy musí být proto již ve fázi konstrukce vyloučeny. Pro bezpečnostně kritické aplikace jsou bezpečnostní brzdy podle principu fail-safe první volbou. Tyto brzdy totiž vytvářejí brzdnou sílu pomocí tlačných pružin a jsou v beznapěťovém stavu zavřené. I když jsou bezpečné motorové pohony při výpadku napájení schopny zpomalit břemeno téměř do klidu (provoz SS1), musí poté bezpečnostní brzda držet břemeno.

A při selhání motorového zpomalování přebírají bezpečnostní brzdy úkol zabrzdit břemeno také z dynamiky.

Více bezpečnosti při výběru brzd

Výrobci strojů jsou odpovědní za bezpečnost svých strojů. Musí již při projektování provést analýzu rizik a pro bezpečnostně kritické aplikace určit požadovanou úroveň výkonnosti (PLr) podle DIN EN ISO 13849-1. Komponenty zkušených výrobců podporují normou konformní implementaci.

Pro větší bezpečnost při výběru zajišťují služby jako například validační pomůcka od mayr® Antriebstechnik: Strukturovaný dokument poskytuje výrobci strojů kromě bezpečnostních charakteristických hodnot B10d (MTTFD) důležité informace, které jsou potřebné pro validaci použitého produktu podle DIN EN ISO 13849-2. Pomáhá konstruktérům najít správnou brzdu nebo brzdovou konstrukci pro aplikaci.

V této souvislosti je také výhodné, když výrobci nabízejí prověřené brzdy. Tak může být například ROBA® topstop® od mayr® po ověření TÜV považována za „osvědčenou komponentu" ve smyslu kategorie 1 podle DIN EN ISO 13849-1.

Krátké spínací časy po celou životnost a spolehlivá kontrola spínacího stavu

Pro bezpečnost člověka a stroje jsou právě u bezpečnostně kritických aplikací a vertikálních os důležité krátké brzdné dráhy. Rozhodující pro brzdnou dráhu jsou přitom spínací časy brzdy. V době volného pádu, dokud se brzda nezavře a nenastaví zpomalení, se hmota dodatečně zrychluje – za okolností tak extrémně, že mohou být překročeny přípustné hodnoty brzdy. Uživatelé by proto měli při výběru bezpečnostních brzd dbát na co nejkratší, ověřené spínací časy – a také na to, aby tyto spínací časy byly dodržovány po celou dobu životnosti brzdy. Pro zajištění toho je nezbytná spolehlivá kontrola spínacího stavu. Moderní monitorovací systémy pracují bez senzorů a chráněně ze spínací skříně. Dodávají důležité datové základy pro trvalou inspekci, prediktivní údržbu, automatizační koncepty a nástroje AI.

S ROBA® brake-checker® nabízí mayr® takový inteligentní modul, který monitoruje bezpečnostní brzdy bez senzorů a současně je napájí energií. V kombinaci s modulem ROBA® gateway se řešení stává síťově schopným: Data brzdy lze poté trvale načítat přes Ethernet připojení a vizuálně zobrazovat přes dashboard.

Známé statické a dynamické brzdové chování

Aby brzdy při svém použití v příslušné aplikaci vždy zaručovaly maximální bezpečnost, je důležité, aby statický a dynamický brzdný moment odpovídaly příslušným zákaznickým specifikacím. K tomu je nutné tyto dvě provozní podmínky zkušebně ověřit. Uživatelé by se proto měli informovat o zkušebním zařízení výrobce a dotazovat se, zda jsou brzdy testovány co možná nejreálněji: Podrobuje výrobce bezpečnostní brzdy také klimatickým testům s realistickým rozsahem teploty a vlhkosti vzduchu? Jsou určovány parametry jako brzdný moment, otáčky, teplota, koeficient tření a třecí práce a testovány za různých podmínek? Je hodnocen průběh hodnoty tření a chování opotřebení na třecím systému? Pouze tak lze ověřit, že bezpečnostní brzda byla pro případ použití správně vybrána a dimenzována.

Renomovaní výrobci integrují zkušební data přímo do svých výpočtových nástrojů. Z toho vyplývají spolehlivá tvrzení o chování brzdy – např. hodnoty tření v závislosti na teplotě a tlaku nebo opotřebení při různých kluzných rychlostech. Z toho lze odvodit konstrukční směrnice pro konstrukci, což umožňuje spolehlivé prognózy chování, ale také omezení brzdy v aplikaci. To vytváří základ pro vysokou kvalitu servisu – a bezpečnost.

100% kontroly kvality

Kromě kvalitativně zajišťující konstrukce je ze strany výrobců nutná 100% zkouška každé jednotlivé brzdy. Přitom se určují funkčně relevantní parametry jako příložné a odpadové napětí, odpor cívky, průrazné napětí cívky, izolace cívky k pouzdru, axiální síla, zdvih kotevního kotouče a způsob funkce monitorování spínacího stavu. Standardem je také sériová zkouška brzdného momentu resp. brzdné síly. U renomovaných výrobců jsou všechny naměřené hodnoty uloženy v databázi a propojeny se sériovými čísly – pro bezchybnou zpětnou sledovatelnost.

Široké produktové portfolio

Oblasti použití pro bezpečnostní brzdy jsou rozmanité. Odpovídajícím způsobem široký je produktový program předních výrobců: od rotačních brzd pro hřídele a pro přímou montáž a připojení k motorům, přes redundantní dvojité brzdy, kotoučové a hřebenové brzdy až po lineární brzdy pro profilové kolejnice nebo pístnice – v elektromagnetickém, pneumatickém nebo hydraulickém provedení. Zákazníci tak mohou podle příslušného případu použití zvolit odpovídající funkční princip. Takoví výrobci jsou navíc schopni provést brzdy pro speciální případy použití, například v potravinářské oblasti nebo také v námořní oblasti, s ochranou proti korozi a obzvláště robustně.

Kontrolní seznam pro nákup bezpečnostních brzd pro bezpečnostně kritické aplikace

Dbejte na to, aby bezpečnostní brzdy byly vhodné také pro dynamické brzdění a byly testovány za realistických podmínek. Informujte se zde také o zkušebních možnostech výrobce.

Ujistěte se, že dodavatel provádí 100% koncovou zkoušku, včetně automatického ukládání všech testovacích dat. Pro bezchybnou zpětnou sledovatelnost musí být brzdy navíc označeny jednoznačnými sériovými čísly.

Zkontrolujte reakční časy brzdy (přitažení/odpadnutí). Pouze s rychlou brzdou a konstantními spínacími časy po celou životnost dosáhnete krátkých, bezpečných brzdných drah.

Spoléhejte na dodavatele se širokým standardním produktovým programem. Velký výběr rotačních a lineárních brzd s různými funkčními principy (elektromagneticky, pneumaticky nebo hydraulicky odbrzďované) nabízí flexibilitu pro nejrůznější aplikace. Zde navíc najdete kompletní řešení z jedné ruky.

Spoléhejte na výrobce s vývojovými, výrobními a aplikačními zkušenostmi a rychlým, celosvětovým místním servisem (zejména pokud své stroje prodáváte globálně) a kompetentním poradenstvím. Vyžádejte si poradenství, abyste mohli zjistit rozdíly.

Věnujte čas návštěvě výroby dodavatele, zejména při důležitých nákupech. Při návštěvě v závodě se můžete sami přesvědčit, co se skutečně skrývá za kulisami.

Obrazový materiál

Obrázek 1: Jako kompaktní brzdová jednotka lze ROBA® linearstop jednoduše, rychle a bez náročných seřizovacích prací integrovat také do již existujících konstrukcí strojů a zařízení. Působí na samostatnou brzdnou tyč a upíná ji polohově přesně a bez vůle. Obrázek: mayr® Antriebstechnik

Obrázek 2: Bezpečnostní brzda ROBA® guidestop bez vůle působí přímo na pohybující se hmoty svislých os. Nabízí tak vysokou bezpečnost a minimalizuje riziko ohrožení osob. Obrázek: mayr® Antriebstechnik

Obrázek 3: Díky své konstrukční zvláštnosti a prověřené bezpečnosti se ROBA® topstop® rychle vyvinula v tržně vedoucí brzdový systém u svislých os s rotačními pohony. TÜV zkontroloval typ 8990.00021, velikost 200, aby potvrdil, že brzda může být považována za „osvědčenou komponentu" ve smyslu kategorie 1 podle DIN EN ISO 13849-1. Obrázek: mayr® Antriebstechnik

Obrázek 4: ROBA® pinionstop je bezpečnostní brzda s integrovanou pastorekovou hřídelí nebo integrovanou hřídelí, která může být osazena pastorkem. Je určena jako dodatečný brzdový systém pro osy s ozubeným hřebenovým pohonem. Zdroj obrázku: mayr® Antriebstechnik

Obrázek 5: Bezpečnostní brzdy přicházejí v různých konstrukčních formách na různých místech bezpečnostně kritických aplikací. Vhodně vybrané a správně dimenzované zajišťují bezpečnost a spolehlivost ve strojích a zařízeních.