Sworzeń pomiarowy łączy komponenty przenoszące siły, umożliwiając przy tym ich pomiar. Sworznie wykrywają siły statyczne i dynamiczne, jednak na szczególną uwagę zasługuje poziom bezpieczeństwa, który można osiągnąć dzięki różnym systemom zaangażowanym w ich funkcjonowanie.
Uwaga dodatkowa: co oznacza bezpieczeństwo?
Przez bezpieczeństwo rozumie się stan, w którym człowiek nie jest narażony na żadne zagrożenia czy ryzyko, jednak dokładna definicja zależy od wielu czynników i interpretacji kulturowych. Zapewnienie bezpieczeństwa jest możliwe wyłącznie tymczasowo, w określonym miejscu i określonej sytuacji. Z tego względu tworzy się tak zwane „koncepcje bezpieczeństwa” – stosując się do nich można z powodzeniem ograniczyć prawdopodobieństwo wystąpienia oczekiwanych i nieoczekiwanych zdarzeń niepożądanych.
W inżynierii bezpieczeństwa rozróżnia się trzy jego rodzaje: bezpośrednie, pośrednie i orientacyjne:
- Bezpieczeństwo bezpośrednie oznacza, że w razie usterki lub awarii maszyny jej komponenty zostaną wyłączone w taki sposób, aby nie stanowiły zagrożenia dla ludzi i same nie zostały uszkodzone (redundancja, bezusterkowe działanie, trwałość niezawodna).
- Przez bezpieczeństwo pośrednie rozumie się zapobieganie kolizjom oraz ochronę człowieka przed kontaktem z ruchomymi częściami maszyny. Przykładowe środki ochronne to osłony na części, a także czujniki, które wyłączają maszynę w chwili przekroczenia zdefiniowanych limitów. Czujniki tego typu są obecne w wielu sprzętach codziennego użytku, chociażby nowoczesnych kosiarkach do trawy.
- Z kolei bezpieczeństwo orientacyjne polega na umieszczaniu na produktach stosownych etykiet i symboli informujących o zagrożeniach.
Pomiar siły dla bezpieczeństwa
W zastosowaniach, w których sworznie pomiarowe odgrywają główną rolę, wymienione powyżej systemy bezpieczeństwa muszą spełnić dwie kluczowe funkcje: zagwarantować bezpośrednie bezpieczeństwo fizyczne ludziom oraz bezpieczne i bezusterkowe działanie sprzętu. Funkcjonalność komponentów nie może ucierpieć w wyniku przeciążenia lub skazy materiałowej. Przedmiotem naszych rozważań jest niemal wyłącznie bezpieczeństwo bezpośrednie. Bardzo prostym i ekonomicznym rozwiązaniem jest budowa sworzni pomiarowych z redundantnymi sygnałami wyjściowymi.
Sworznie pomiarowe i ich zastosowanie
Ładunki ruchome stanowią fundamentalne zagrożenia dla ludzi przebywających w ich bezpośredniej bliskości. Mogą to być np. kontenery podlegające załadunkowi w portach. Także aktorzy teatralni są w grupie ryzyka z powodu wiszących nad nimi elementów oświetlenia czy dekoracji. Stosowanie środków bezpieczeństwa bezpośredniego jest w takich warunkach konieczne.
Sworznie pomiarowe oraz elektroniczne układy bezpieczeństwa ELMS1 skutecznie zapobiegają przeciążeniom, dzięki czemu chronią ludzi i mienie.
Sworznie pomiarowe są stosowane w technologii scenicznej i tym podobnym do pomiaru obciążeń, wykrywania przeciążeń i luźnych lin w urządzeniach znajdujących się pod sceną lub ponad nią, bądź też jako elementy przenoszące moment obrotowy w napędach. Sworznie pomiarowe do zastosowań scenicznych spełniają techniczne standardy określone w DIN 56950-1. W przypadku zastosowań w przemyśle morskim sworznie pomiarowe spełniają wymagania określone w DNV GL. Sworznie pomiarowe serii F53 przetestowano zgodnie z DNVGL-ST-0377 (standard dla urządzeń podnośnikowych na statkach) i DNVGL-ST-0378 (standard dla urządzeń podnośnikowych przybrzeżnych i platformowych), co czyni je doskonałymi dla przemysłu morskiego.
Sworznie pomiarowe i układy elektroniczne bezpieczeństwa
Sworznie pomiarowe łączą się z elektronicznymi układami bezpieczeństwa ELMS1, które spełniają wymagania aż do poziomu SIL 3 / PL-e. System zapobiegania przeciążeniom jest wielofunkcyjny, konfigurowalny i może być rozbudowany przez dodanie modułów. Składa się z modułu centralnego i modułów funkcyjnych z opcją indywidualnej rozbudowy, które łączą się ze sobą przez standardową redundantną magistralę szynową. W system można wbudować do czterech sworzni pomiarowych oraz elektronicznych układów bezpieczeństwa, można też podłączyć doń oprogramowanie. Także ochrona przeciw-obciążeniowa dźwigów, które nie są podatne na ryzyko utraty stabilności, jest znacząco uproszczona. Gdy zaprogramowana wartość graniczna jest przekroczona, automatyczna regulacja całkowitego obciążenia sworzni pomiarowych skutkuje automatycznym wyłączeniem.
Połączenie elektroniki i sworzni pomiarowych w urządzeniach podnośnikowych pozwala uniknąć niebezpieczeństw. Ochrona obejmuje zarówno personel jak i sprzęt, w efekcie czego z łatwością można zastosować dyrektywę UE 2006/42/WE. Wymaga ona, aby maszyna o maksymalnym obciążeniu równym lub większym niż 1.000 kg lub momentem przechylenia równym lub większym niż 40.000 Nm była wyposażona w narzędzia, które ostrzegają operatora i zapobiegają niebezpiecznym ruchom. Może do nich dojść gdy przekroczone są wartości graniczne przeciążenia, momentu obciążenia lub przechylenia.
Systemy wyposażone w sworznie pomiarowe i elektroniczne układy bezpieczeństwa gwarantują bezusterkowe działanie w wielu gałęziach przemysłu, gdzie ceni się bezpieczeństwo ludzi i sprzętów oraz niezawodność użytkowania.
Uwaga
W naszym artykule o sworzniach pomiarowych objaśniono różne zastosowania i możliwości, jakie niesie za sobą ta technologia. Więcej informacji na temat sworzni i innych przetworników siły można znaleźć na naszej stronie internetowej WIKA.