Artykuły

Wartość, której większość placówek nie mierzy — ale odczuwa na co dzień.

W części 1 tej serii przyjrzeliśmy się, dlaczego ręczne przemieszczanie wózków staje się coraz poważniejszym problemem w zakresie bezpieczeństwa pracowników — co wynika z danych dotyczących urazów, starzejącej się siły roboczej oraz niedoborów kadrowych, które powodują, że obciążenie spada na coraz mniejszą liczbę osób.

W niniejszym artykule omówiono tę kwestię bardziej szczegółowo: czym właściwie jest siła pchająca/ciągnąca, co ją determinuje oraz dlaczego jej zrozumienie ma znaczenie dla każdego, kto określa specyfikacje, dobiera lub nadzoruje sprzęt używany przez pracowników do przemieszczania ładunków na terenie zakładu.

Co oznacza siła pchająca/ciągnąca

Siła pchania/ciągania to wielkość wysiłku fizycznego niezbędnego do zainicjowania i utrzymania ruchu wózka z ładunkiem. Mierzy się ją w funtach siły i zależy ona od ładunku, sprzętu oraz warunków pracy.

W każdym ruchu wózka występują dwa odrębne zdarzenia związane z siłą:

• Siła początkowa — siła potrzebna do wprawienia nieruchomego wózka w ruch ze stanu spoczynku. Jest ona zawsze większa niż siła utrzymująca ruch, ponieważ pokonanie tarcia statycznego wymaga więcej energii niż utrzymanie ruchu. W przypadku mocno załadowanego wózka na twardej podłodze siła początkowa może wynosić od 50 do ponad 100 funtów dla pojedynczego pracownika.
• Siła pchania utrzymywana — siła niezbędna do utrzymania wózka w ruchu po podłodze. Jest ona mniejsza od siły początkowej, ale jest wywierana w sposób ciągły na całej długości trasy każdego przejazdu.

To właśnie połączenie tych dwóch czynników — dużej siły początkowej powtarzanej wiele razy w ciągu zmiany oraz siły utrzymywanej w przerwach między nimi — tworzy profil obciążenia kumulacyjnego, który z czasem prowadzi do urazów układu mięśniowo-szkieletowego.

W badaniach stwierdzono, że 9–18% urazów dolnej części pleców wynika konkretnie z czynności związanych z pchaniem i ciągnięciem. Nadmierny wysiłek fizyczny jako kategoria stanowi 72% wszystkich nadwyrężeń pleców w miejscu pracy.

Co tak naprawdę decyduje o sile pchającej/ciągnącej

Siła pchania/ciągania nie jest stała. Zależy ona od szeregu wzajemnie oddziałujących na siebie zmiennych — a zrozumienie, które z tych zmiennych można kontrolować, stanowi punkt wyjścia do jej zmniejszenia.

Masa ładunku jest najbardziej oczywistym czynnikiem. Cięższe ładunki wymagają większej siły do przemieszczenia. Jednak masa ładunku jest często determinowana przez wymagania operacyjne danego zadania, a nie przez konstrukcję sprzętu. Zazwyczaj nie jest to zmienna, którą najłatwiej można modyfikować.

To, na co można wpłynąć — i co zależy bezpośrednio od specyfikacji mobilności — to opór wytwarzany przez wózek podczas ruchu.

Średnica koła wpływa na opór toczenia. Koła o większej średnicy łatwiej pokonują nierówności nawierzchni, ponieważ napotykają przeszkody pod mniejszym kątem. Koło o małej średnicy, które musi pokonać spoinę podłogową lub szew, musi w tym celu skierować na nie większą siłę; koło o większej średnicy pokonuje tę samą przeszkodę płynniej. Przy takim samym obciążeniu koło o większej średnicy zawsze charakteryzuje się mniejszym oporem toczenia.

Skład mieszanki opony wpływa na rozkład obciążenia i pochłanianie energii w punkcie styku. Miękkie mieszanki ulegają niewielkiemu odkształceniu pod obciążeniem, zwiększając powierzchnię styku i zmniejszając szczytowe ciśnienie styku — co przekłada się na mniejsze opory toczenia na twardych podłogach. Wadą jest to, że bardzo miękkie mieszanki mogą zwiększać opory toczenia na miękkich lub nierównych podłogach, odkształcając się zgodnie z nierównościami powierzchni. Dobór mieszanki do rodzaju podłogi jest istotną decyzją projektową.

Geometria mechanizmu obrotowego oraz jakość łożysk decydują o oporze powstającym podczas zmiany kierunku jazdy wózka. W większości obiektów znaczna część każdego przejazdu wiąże się ze zmianami kierunku — wyjazdem z magazynu, pokonywaniem skrzyżowań korytarzy, ustawianiem się przy stanowisku pracy. Każda zmiana kierunku wymaga obrotu mechanizmu obrotowego pod obciążeniem. Niewłaściwa geometria mechanizmu obrotowego lub zużyte łożyska powodują opór przy każdym skręcie, który pracownicy odczuwają jako konieczność włożenia większego wysiłku, nawet gdy wózek jest lekko obciążony.

Powierzchnia podłogi stanowi zmienną, z którą specyfikacja musi się liczyć, a nie którą należy pomijać. Dylatacje, odpływy podłogowe, przejścia progowe, rampy oraz różnice w rodzaju posadzki powodują skoki siły, które odpowiednio dobrane kółka amortyzują skuteczniej niż te źle dobrane. Specyfikacja powinna uwzględniać rzeczywiste warunki podłogi, po której będzie poruszał się wózek — a nie idealizowane warunki laboratoryjne.

Różnica w sile potrzebnej do pchania między dobrze a źle dobranym kółkiem w tym samym wózku, przy takim samym obciążeniu, może być znaczna. Jest to jedna z najłatwiejszych do kontrolowania zmiennych w kontekście obciążenia fizycznego w obiekcie.

Dlaczego jest to decyzja dotycząca specyfikacji, a nie tylko decyzja dotycząca konserwacji

Wiele zakładów zajmuje się problemem sił pchających i ciągnących w sposób reaktywny — poprzez wymianę kółek po ich zużyciu, harmonogramy smarowania oraz okresowe przeglądy. Są to niezbędne działania, ale dotyczą one pogorszenia się istniejących parametrów technicznych, a nie samej jakości tych parametrów.

Wózek wyposażony w odpowiednio dobrane kółka — o średnicy, składzie materiałowym, geometrii obrotu i nośności dostosowanych do rzeczywistych warunków pracy — od samego początku zapewni mniejszą siłę potrzebną do pchania lub ciągnięcia, dłużej utrzyma tę wydajność oraz znacznie zmniejszy obciążenie pracowników korzystających z niego przez całą zmianę.

Projektowanie ergonomicznych systemów transportowych wymaga jednoczesnego uwzględnienia czterech czynników: zmniejszenia siły potrzebnej do pchania/ciągania, zapewnienia możliwości długotrwałego, powtarzalnego użytkowania przez całą zmianę, dostosowania do zmniejszonej siły fizycznej pracowników w starzejącej się sile roboczej oraz zachowania zwrotności w ograniczonych przestrzeniach obiektów.

Specyfikacja rzutnika stanowi główny mechanizm pozwalający uwzględnić wszystkie cztery wymienione ograniczenia na poziomie sprzętu.

Co będzie dalej w tej serii?

W części 3 przyjrzymy się, co się dzieje, gdy same parametry wózka nie wystarczają do utrzymania siły pchania/ciągania w bezpiecznych granicach — oraz w jaki sposób modernizacja z wykorzystaniem napędu elektrycznego poszerza możliwości bez konieczności wymiany istniejącej infrastruktury wózkowej.