Smrť z uhlovej brúsky

Upozornenie: článok nie je vhodný pre citlivé povahy!

Tieto riadky som nenapísal zo „záľuby“, ale preto, lebo verím, že prispejú k vyššej bezpečnosti pri práci.

Možno sa vďaka nim mnohí zamyslia nad tým, ako s uhlovou brúskou pracujú a pohľad na nasledujúce obrázky bude dostatočne odstrašujúci. Práca s uhlovou brúskou bez ochranného krytu je minimálne tak nebezpečná, ako bungee jumping s poškodeným lanom. Neveríte?

Smrť v priamom prenose: 80 m/s = 288 km/hod

Na nástrojoch do uhlovej brúsky často vidíme údaj „max. 80 m/s“ – v prepočte je to rýchlosť 288 km/hod. Hovorí o maximálnej obvodovej rýchlosti, pri ktorej je nástroj ešte bezpečný a pri správnom používaní nedôjde k jeho deštrukcii. Ide o rýchlosť bežnú pri pretekoch Formuly 1 a preto sa možno zdá, že sa Vás netýka. A čo keď ju máte „v rukách“ denne a ani si to neuvedomujete?

Poviem to aj inak: keby bol kotúč na uhlovej brúske kolesom automobilu, pohyboval by sa rýchlosťou 288 km/h. To je totiž rýchlosť bodu na obvode kotúča pri obvodovej rýchlosti 80 m/s. A keby sa tento bod „odtrhol“, letel by počiatočnou rýchlosťou 288 km/hod.

A zrýchlenie? Uhlová brúska roztočí kotúč z „nuly“ na nominálne otáčky napríklad za 3 sekundy. Ktoré motorové vozidlo má zrýchlenie z 0 na 288 km/h za 3 sekundy? Ja také nepoznám.

Obr. 1. Aj takto môže skončiť práca s uhlovou brúskou bez ochranného krytu kotúča

Priznám sa, že mi „behá mráz po chrbte“, keď vidím, ako často sa na stavbách alebo v dielňach reže alebo brúsi bez ochranného krytu. Pred očami sa mi zjaví tá obrovská rýchlosť, ktorou sa pri troche neopatrnosti alebo drobnej praskline nástroja vymrští ulomený kus a smrteľne zraní obsluhu alebo blízko stojacu osobu (obr. 1). Neverím, že ľudia nemajú radi svoj vlastný život - alebo je to novodobý adrenalínový šport? Alebo iba nedbanlivosť, prílišné sebavedomie či obyčajná hlúposť?

O bezpečnosti pri práci s uhlovou brúskou bolo toho už popísané neúrekom a dnešné elektrické náradia majú nevídané množstvo ochranných prvkov.

Aj kotúče sú vyrábané tak, aby zvládli veľké namáhanie. Samozrejmosťou sú sklolaminátové sieťky – dve v rezných a tri v brúsnych kotúčoch. My pri výrobe používame tie najkvalitnejšie dostupné – vydržia takmer dvojnásobné preťaženie. Ako vidíte vo videu, kotúč pre 230mm uhlové brúsky s 6.600 ot./min roztrhlo až pri viac ako 13.000 ot./min – to je značná rezerva. Vôbec sa však na ňu nespoliehajme.

Pozrite sa, čo sa stane s kotúčom, keď sa preťaží a nastavte si zvuk v krátkom videu, aby ste počuli ten moment, keď sa roztrhne... A dajte si video hlasnejšie, ten zvuk pri roztrhnutí si tak lepšie zapamätáte. Je dobré vypočuť si ho takto, v bezpečí – keď sa roztrhne pri práci, už možno nebudete počuť nič.

A všimnite si ostré úlomky kotúča...

Všetky bezpečnostné opatrenia brúsok aj kotúčov sú však zbytočné, keď nepoužívame absolútne základnú vec – kryt kotúča. Nestačí ho však iba používať, ale musí sa nastaviť tak, aby chránil obsluhu (obr. 2).

Obr. 2. Nesprávne a správne nastavený kryt kotúča

Obvodová rýchlosť a otáčky hriadeľa

Na typových štítkoch elektrických náradí alebo na nástrojoch nie sú povinné údaje uvedené iba tak – pre nič za nič. Obvykle si ich nevšímame, ale majú svoj význam. Z hľadiska bezpečnosti sú dôležité dva: maximálna obvodová rýchlosť (max. m/s) a maximálne otáčky (max. RPM). Ako spolu súvisia? Maximálna obvodová rýchlosť je prepočítaná na príslušné otáčky hriadeľa stroja pri danom priemere nástroja (tab.1).

Všetci výrobcovia elektrického náradia toto vedia a uhlové brúsky sú konštruované tak, aby ich otáčky boli rovné alebo (obvykle) nižšie, ako sú uvedené v tabuľke. Vytvára sa tak „bezpečnostná rezerva“. Kryt kotúča nám nedovolí vložiť do náradia väčší kotúč – iba menší. Keď vložíme menší priemer, z pohľadu bezpečnosti je to v poriadku. Bude mať menšiu obvodovú rýchlosť a v mnohých prípadoch nebude tak rezať alebo brúsiť ako by sme čakali, ale bude bezpečný.

Do uhlovej brúsky teda musíme upínať kotúč takého priemeru, na aký je určená.

Obvodová rýchlosť vyjadruje, akú veľkú dráhu urazí bod pri pohybe po kružnici za jednotku času. Udáva sa v m/s (meter za sekundu).

Keď poznáme priemer kotúča a jeho otáčky, podľa vzorca v = (π x d x n) / 60 vypočítame obvodovú rýchlosť priamo v m/s. (v=obvodová rýchlosť v m/s, π=3,14, d=priemer kotúča v metroch, n=otáčky hriadeľa za minútu.

Príklad:
Na štítku uhlovej brúsky je údaj: priemer kotúča 230mm, 6.500 ot./min.
Priemer kotúča 230mm premeníme na metre (=0,23m) a dosadíme do vzorca v=(3,14 x 0,23 x 6500) / 60 = 78,24 m/s.
Pri takýchto otáčkach 230mm kotúča bude obvodová rýchlosť 78,24 mm. Je to menej ako 80 m/s. V poriadku.

Pohyb po kružnici a odstredivá sila

Rotačný pohyb rezných a brúsnych nástrojov sa riadi fyzikálnymi zákonmi. Poďme si aspoň krátko občerstviť rotačný pohyb po kružnici a s tým spojené odstredivé sily (obr. 3).

Uviažme na kus povrazu oceľovú alebo olovenú gulôčku (A) a roztočme ju. Gulôčka sa otáča okolo závesu (B) vo vzdialenosti polomeru (r), čo je vlastne dĺžka povrazu. Na povraz pôsobí sila (C), nazývaná dostredivá sila a núti gulôčku, aby sa pohybovala po kružnici a nie po priamke. Táto sila vyvoláva reakciu (D), nazývanú odstredivá (centrifugálna) sila a namáha povraz na ťah. Čím je gulôčka ťažšia a otáčanie rýchlejšie, tým je namáhanie na ťah väčšie. Je zrejmé, že existuje moment, kedy to povraz nevydrží a roztrhne sa...

Gulôčka letí v smere dotyčnice (E), teda v smere kolmom k polomeru (r). Dráha „letu“ sa podobá dráhe projektilu zo zbrane a je v princípe balistická (obr.4). Rozdiel je iba v počiatočnej rýchlosti.

Obr. 3. Pohyb po kružnici a odstredivá sila

Obr. 4. Sada balistických kriviek

AK-47 a diamantový segment

Najznámejšia útočná puška AK-47 používa náboj 7,62 x 39 mm (obr. 5). Hmotnosť náboja vo verzii s normálnou strelou je 16,5 gramu, samotná strela náboja má hmotnosť 8 gramov a dostrel takmer 3000m. Iba pre zaujímavosť: v priebojne – zápalnej verzii je náboj schopný preraziť pri uhle dopadu 90° až 12mm oceľovú platňu z bežnej ocele.

A teraz si predstavme odtrhnutý diamantový segment. Jeho hmotnosť môže byť ľahko 8 gramov, teda podobne ako strela náboja. Počiatočná rýchlosť strely je cca 700m/s, počiatočná rýchlosť segmentu „iba“ 80m/s. Rýchlosť strely z pušky však s narastajúcou vzdialenosťou postupne klesá a svoj cieľ zasahuje s podstatne menšou rýchlosťou a energiou ako na začiatku. Avšak diamantový segment – ak nás zasiahne, potom je to z bezprostrednej vzdialenosti. Plný zásah!

Obr. 5. Náboj pre útočnú pušku

Zámena 115mm/125mm

Zámena krytov medzi týmito brúskami je pomerne častá, ale nie je nebezpečná. Otáčky hriadeľa sú obvykle medzi 9.000-12.000 ot./min., čiže pri akejkoľvek zámene sa vždy pohybujeme pod 80m/s (pozri tab. 1.) Dôležité je, aby kryt kotúča na brúske bol.

Zámena 180mm/230mm

Takúto zámenu – najmä jednu z možných kombinácií musíme považovať za vážnu chybu. Povedzme, že je z nedbalosti – ale to nič nemení na tom, že je veľmi vážna. Konštrukčne sú totiž tieto dvojice uhlových brúsok u väčšiny výrobcov (a aj u nás) totožné – majú rovnaký tvar, rovnaké motory, rovnaké súčiastky – až na jednu a tou je prevodovka. Ich hriadeľ má teda odlišné otáčky - uhlová brúska 180mm obvykle v rozsahu 8.000- 8.500, 230mm brúska v rozsahu 6.000 – 6.600. Voľným okom to nepoznáme, museli by sme mať napríklad stroboskopický otáčkomer, aby sme si to mohli zmerať.

Prvá kombinácia - na brúsku 230mm s otáčkami 6.500 ot.min dáme kotúč 180mm. Obvodová rýchlosť 61,26 m/s – z pohľadu bezpečnosti je to v poriadku.

A teraz – na uhlovú brúsku 180mm s otáčkami 8.500 dáme kotúč 230mm. Obvodová rýchlosť bude 102,36 m/s – a to je prekročenie maximálnej obvodovej rýchlosti o takmer 28%! Hrozí preťaženie kotúča odstredivou silou a stačí malá nepozornosť a nešťastie je na svete.

Brutalita okolo nás

V posledných rokoch sa stala módou úprava bytových jadier v panelových domoch. Veselo sa režú betónové priečky. Na rezanie sa používajú často klasické uhlové brúsky – nič to, že to veľmi práši, hlavne, že to reže. Hĺbka rezu uhlovej brúsky 230mm s diamantovým kotúčom je cca 75 mm. Betónová stena hrúbky 150mm sa môže odrezať na „dvakrát“ – z oboch strán.

Čo vymyslí náš "zlepšovateľ" pre zvýšenie hĺbky rezu?

Upevní do brúsky 300mm kotúč. Hĺbka rezu stúpne značne - takmer na dvojnásobok. Výborne! Že Vy to tak nerobíte? To som rád, ale videl som aj takéto prípady.

A teraz sa pozrime na obvodovú rýchlosť – dosaďme do kalkulačky napríklad 6.600 otáčok a priemer 300mm. Aká je obvodová rýchlosť? 103,67 m/s. Je to v poriadku? Nie.

Skúste si vypočítať obvodovú rýchlosť s kotúčom 350mm. Silná uhlová brúska by ho mohla utiahnuť, však? Hurá, hĺbka rezu sa ešte viac zvýši. A kryt kotúča? Nevieme, kde je, ale veď sa na brúsku aj tak nezmestí...

Veríte, že sa niekto nájde, kto si bude chcieť takto uľahčiť prácu? Ja áno.

Prežije to? Nie som si istý.

Záver

Uhlová brúska má niekoľko „naj“: je najznámejšie a vo väčšine krajín aj najpoužívanejšie náradie, má najširší rozsah použitia – môžeme ňou rezať aj brúsiť rôzne materiály. A možno má ešte aj iné naj – o jednom viem určite – je to najnebezpečnejší stroj, keď (zdôrazním to „keď“) sa používa bez ochranného krytu. Viem, že ten kryt často prekáža – ale nebuďme pohodlní. Nezabudnime na ten zvuk vo videu a na obrázky 18+.

Kľúčové slová: flexa, flexka, karbobrúska, akumulátorové brúsky, rezné kotúče, brúsne kotúče, lamelové kotúče, diamantový kotúč, kryty kotúča, chrániče kotúča, rezanie kovov, rezanie stavebných materiálov, rezanie, brúsenie, leštenie, rezanie betónu, ochrana zdravia, bezpečnosť pri práci, úrazy pri práci, pracovné úrazy, prevencia, nedbalosť

Zdroje:
Interné technické a školiace materiály spoločnosti HERMAN
https://cs.wikipedia.org/wiki/Balistická_křivka

Ing. Herman Nagypál

Vyštudoval som vojenskú školu, odbor letecká elektrotechnika. S náradím a nástrojmi som sa naučil pracovať už v detstve s otcom na stavbe rodinného domu. Každý náš nový produkt testujem aj osobne - vlastnými rukami vo svojej dobre vybavenej dielni. Vo voľnom čase sa rád preháňam na motorke po rumunských horských priesmykoch. Okrem toho študujem trendy v odbore a rád si vyskúšam aj konkurenčné produkty. Nad niektorými sa pousmejem, nad niektorými sa čudujem (že sa niekto dal nachytať a kúpil to) a niektoré sú fakt dobré. Skoro ako naše 😊.