Novinky

Stroje na úpravu ledových ploch

Především je nutné připomenout několik podmínek pro provedení bezvadné úpravy ledové plochy zimního stadionu a zmínit se o jednotlivých fázích této úpravy s ohledem na provoz stroje. Také se pokusím specifikovat požadavky na stroj, nutné pro dosažení optimálního výkonu.

Dále bych rád pohovořil o variantách pohonného systému strojů na úpravu ledu obecně a o jednotlivých variantách pohonu strojů ZAMBONI, zvláště v porovnání s konkurenčními výrobci. V těchto srovnáních jde především o technické řešení, ekonomiku provozu, pořizovací a provozní náklady, a v neposlední řadě o provozní spolehlivost strojů. Také bych rád vysvětlil několik pojmů velmi často deklarovaných v technických požadavcích na dodávku nového stroje.

Provedení kvalitní úpravy ledové plochy mezi jednotlivými třetinami hokejového zápasu nebo mezi jednotlivými tréninky, případně bruslením veřejnosti představuje poměrně složitou záležitost. 1. je třeba z plochy kluziště odvézt nabruslenou ledovou tříšť, 2. je třeba odstranit porušenou vrchní část ledu a zarovnat led do roviny, 3. je třeba přidat na ledovou plochu odpovídající množství vody pro vytvoření nového ledu tak, aby jeho celková tloušťka nad chladící technologickou deskou zůstávala v požadované úrovni, cca 2–4 cm.

Před vytvořením strojů na úpravu ledu byly všechny tyto operace prováděny ručně a bylo k tomu zapotřebí značné množství pracovníků a času. Z tohoto důvodu byla většina tehdy fungujících ledových ploch s umělým chlazením upravována pouze jednou až dvakrát denně a výsledná kvalita a rovinnost byla značně závislá na zkušenosti a pečlivosti pracovníků, kteří úpravu prováděli. Toto vše si Frank Zamboni osobně vyzkoušel na kluzišti Iceland v Paramountu v Kalifornii. Jako většina vynálezů a zlepšovacích návrhů byl i stroj na úpravu ledu vyvinut pro odstranění těžké ruční práce, zajištění lepší kvality a rovinnosti ledové plochy a v neposlední řadě také pro úsporu času a pracovních sil. První stroje na provádění mechanizované úpravy ledu začal Frank Zamboni konstruovat na přelomu čtyřicátých a padesátých let minulého století. Za tímto účelem založil výrobní organizaci nesoucí jeho jméno a v roce 1953 získal na stroj Zamboni Model a svůj první patent. Od této doby se datuje i historie komerčně použitelných strojů na úpravu ledu.

Jak již bylo zmíněno, je v první fázi úpravy ledu nutno z ledové plochy odstranit nabruslenou ledovou tříšť a zarovnat vzniklé nerovnosti. V drtivé většině případů je seřezávání a sběr tříště prováděno hoblovacím nožem, který je umístěn v pracovní části stroje nazývané suport. Konstrukce suportu musí umožňovat dostatečně širokou základnu pro optimální vedení nože tak, aby nedocházelo ke kopírování nerovností. Konstrukce suportu musí být dostatečně tuhá a stabilní, aby nedocházelo k vibracím nože, a musí zabezpečit možnost přesného a stabilního seřízení hloubky záběru nože do ledu. Suport je umístěn za zadní nápravou stroje na zvedacím a spouštěcím mechanizmu. Vedení suportu po ledové ploše v pracovní poloze je zajištěno jeho vlastní hmotností a přítlakem spouštěcího zařízení. Tento přítlak však musí být odpružený, aby nedocházelo k přenášení výkyvů ze stroje na vlastní suport. Celková svislá síla, kterou se suport opírá o ledovou plochu, se pohybuje v rozmezí cca 900 – 1200 kg.

Hoblovací nůž je v suportu připevněn k držáku nože. Držák nože je masivní ocelový díl a u strojů ZAMBONI je nedílnou součástí suportu. Některé stroje jiných výrobců mají tento držák ze suportu demontovatelný, aby byla umožněna výměna hoblovacího nože. Toto řešení však přináší značné obtíže se vznikem vůlí v tomto demontovatelném spoji a také celková hmotnost nožové skupiny při výměně nože je značně vysoká. Hoblovací nože jsou vyráběny monolitní z nástrojové oceli, bimetalické se zaválcovaným tvrdokovem nebo planžetové. Masivní nože, monolitické i bimetalické se ostří na speciálních bruskách. Planžetové nože potřebují pro upevnění do suportu speciální držák a jejich ostření zpravidla není možné. Vzhledem k tomu, že jsou jejich průřezy podstatně menší než u nožů masivních, je možná jejich výroba z jakostnějších materiálů a je možno kvalitněji provést tepelnou úpravu. Tyto nože mají v provozu delší trvanlivost ostří, ale vzhledem k tomu, že je nelze přeostřit, není jejich použití ekonomicky příliš výhodné.

Upevnění nože v suportu a zejména poloha ostří musí být stabilní a tuhé. Pokud toto není dodrženo, může to vést k vibracím celé nožové skupiny. Tyto vibrace se projevují vznikem vlnek na upravené ploše a celou úpravu ledu tím znehodnocují. Jedna z patentovaných ochran strojů ZAMBONI zahrnuje rovněž konstrukci suportu, jeho zavěšení a upevnění držáku nože a jeho seřizování. Všechna místa, kde jsou nutné provozní vůle, jsou provedena systémem jednoho tahu. Toto znamená, že seřizovací síla je vedena pouze v jednom směru, proti pružině. I když v tomto uložení vznikne vůle, je okamžitě protitlakem pružiny vymezena a nemá vliv na funkci skupiny.  Kraje držáku nože jsou u strojů ZAMBONI od vzdálenosti cca 150 mm od bočnic suportu plynule zdviženy vzhůru o cca 1,5 mm. Toto řešení způsobí po dotažení koncových šroubů prohnutí nože a při přesazování jednotlivých pruhů jízdy o zmíněných 150 mm zajistí ideální rovinatost ledu i v příčném směru. Seřizování hloubky řezu se ve většině případů provádí naklápěním celého držáku i s nožem kolem osy uložení držáku nože. Změna záběru nože bývá prováděna nejčastěji pomocí seřizovacího šroubu nebo použitím pákových převodů. V klasickém uspořádání ovládá obsluha stroje ručně přímo seřizovací mechanizmus, případně může být tato funkce mechanizována. V případě mechanizovaného ovládání pohybuje seřizovacím mechanizmem nejčastěji elektromotor, jehož ovládací prvky jsou v dosahu obsluhy stroje, nebo je celý systém automatizovaný. V tomto případě obsluha stroje pouze uvede systém do činnosti a tento se již dále řídí sám. Příkladem tohoto řešení je finský systém ICEGUARD, který pomocí laserového paprsku a dotykového čidla průběžně měří výšku ledu a automaticky upravuje záběr nože tak, aby byla tloušťka ledové vrstvy udržována v optimálních nastavených hodnotách.

Základní seřízení nože, podélné i příčné, je nutno provést vždy při každé jeho výměně. Toto zcela neplatí v případě použití planžetových nožů. U planžetových nožů se po jejich výměně zpravidla nezmění poloha ostří vzhledem k ose otáčení držáku nože, ale většinou bývá výrobcem doporučeno provedení alespoň základní kontroly seřízení. Základní seřízení nože představuje jeho ustavení na doporučenou hodnotu v podélném směru, tzn. úhel, který svírá spodní strana ostří s rovinou vodících ližin suportu a příčné seřízení tak, aby byly obě strany ve stejné úrovni s ližinami suportu. Hrubé seřízení provedené při výměně nože je zpravidla ještě nutno doladit na ledu, podle toho jak nůž seřezává. U strojů ZAMBONI se provádí podélné seřízení kolem záběru nože a příčné seřízení stavěcími šrouby na krajích suportu.

Geometrii broušení masivního nože je možno upravit v rozmezí tolerance udávané výrobcem na základě konkrétních provozních podmínek. Největší vliv na tyto parametry má tvrdost vody používané pro tvorbu ledu a teplota ledu. Geometrie broušení nože a parametry základního nastavení není vhodné měnit bez předchozího uvážení, jelikož tyto parametry mají rozhodující vliv na kvalitu provedené úpravy, trvanlivost ostří a celkové zatížení stroje.

Nosná a pohonná část stroje je tvořena rámem, který všechny skupiny nese a spojuje, nápravami a koly umožňujícími pohyb a manévrování stroje, pohonnou jednotkou jako zdrojem výkonu, vodními nádržemi, nádrží na odřezanou ledovou tříšť, dopravníkem sněhu a stanovištěm obsluhy stroje. Toto všechno je pro stroj na úpravu ledu podstatné, i když nejdůležitější část, suport, jsme si již vysvětlili.

Proč je nutné odvážet ledovou tříšť z plochy a přidávat vodu? Z jednoho prostého důvodu. Pokud by měla být úprava ledu provedena odřezáním ledu, jeho rozpuštěním přímo ve stroji a tato voda následně použita na konečné zahlazení, musel by být okamžitý instalovaný výkon stroje teoreticky cca 1,2 – 1,5 MW. Se započítáním ztrát při takto velkých přestupech energie by to již činilo cca 3 – 4 MW a toto řešení není technicky realizovatelné. Pokud je mi známo nikdo z výrobců strojů na úpravu ledu se tímto řešením nezaobíral. Dále by při tomto řešení nejspíše zůstávaly veškeré nečistoty usazené na ledové ploše i nadále součástí ledu a ten by po několika dnech vzhledem připomínal spíš čerstvě uhrabaný záhon, než bělostnou čistotu ledové pláně.

Sněhová nádrž bývá umístěna v horní přední části stroje a jejím účelem je pojmout odřezanou ledovou tříšť a umožnit její odvoz z ledové plochy. Konstrukce sněhové nádrže je různá, dle celkové koncepce stroje, ale v zásadě je možno hovořit o sněhové nádrži pevné a výklopné. Pevná sněhová nádrž bývá často součástí rámu stroje a zvyšuje tak jeho mechanickou pevnost. Její konstrukce musí být provedena tak, aby po otevření víka v její přední části došlo k vysypání obsahu pouze sklonem jejího dna. Nevýhodou této koncepce je nízko posazená výsypná hrana a tudíž obtížné vysypávání sněhu na rovné ploše. Pro provoz takových strojů je nezbytná sněhová jáma, nebo jiný způsob vysypávání pod úroveň odstavné plochy. Tuto nevýhodu částečně kompenzuje pouze nižší celková výška stroje při vysypávání. Sněhová nádrž se vysypává otevřením předního víka, které musí být dostatečně pevné, aby udrželo váhu sněhové tříště i při naplněné nádrži.  Výklopná sněhová nádrž umožňuje bezproblémové vysypávání sněhu na rovné ploše a u strojů ZAMBONI je výsypná výška dokonce taková, že umožňuje vysypávat sníh i přes mantinel hokejového kluziště. Výklopná sněhová nádrž je samostatná konstrukce zavěšená na otočných čepech v přední části stroje, vyklápění je prováděno hydraulickými válci, a je opatřena odklopným víkem. Ovládání víka je buď automatické, spřažené s vyklápěním nádrže, nebo je víko ovládáno samostatně. Objem sněhové nádrže musí být dostatečný pro odvoz odřezaného ledu a nabruslené ledové tříště z celé plochy kluziště. Běžně se tento objem pohybuje okolo cca 3 – 3,5 m3. Stroje ZAMBONI modelové řady 500 mají objem sněhové nádrže 2,8 m3, ale díky komprimaci sněhu v dopravníku o cca 25% je tento objem ekvivalentní hodnotě 3,6 m3.

Dopravníky sněhu zajišťují transport sněhové tříště a odřezaného ledu ze suportu do sněhové nádrže. Nejprve je nutno v suportu tříšť soustředit do jednoho místa a odtud přenést do sněhové nádrže. V suportu shrnuje sníh nejčastěji horizontální šnekový dopravník, umístěný před hranou nože. Shrnování sněhu je nejčastěji prováděno doprostřed suportu, odkud je následně dopravován dalším dopravníkem do sněhové nádrže. Konstrukce svislého dopravníku, elevátoru, je různá. Jsou používány systémy s řetězem nebo řemenem a lopatkami, systémy s několika vzájemně propojenými lopatkovými koly nazývané propeler a systémy s vertikálním šnekem. Lopatkové dopravníky přepravují sníh v uzavřeném korytu elevátoru pohybem lopatek tažených řetězem nebo pasem. Tento řetěz nebo pás zároveň slouží pro pohon horizontálního šneku. Toto řešení využívaly i první stroje ZAMBONI, kdy byla dráha řetězu vedena okolo celého stroje a délka řetězu přesahovala 10 m. Později byl řetěz zkrácen, obě větve byly ukryty do tělesa elevátoru a v některých případech byl řetěz nahrazen pryžovým pasem. V tomto provedení se však elevátor musí pohybovat současně se suportem a tak vznikla potřeba poměrně složitého uspořádání tzv. středového uložení, kde jsou oba tyto díly spojené. Mezi hlavní přednosti lopatkových dopravníků patří jejich necitlivost na rozměrnější předměty sebrané z ledu, především hokejové puky a části hokejek. Hlavní nevýhodou je, mimo již zmíněné konstrukční složitosti, nízká obvodová rychlost a z toho plynoucí horší plnění sněhové nádrže a téměř žádná komprimace sněhu při jeho ukládání. Propelery jsou tvořeny soustavou lopatkových kol v uzavřených komorách, které si mezi sebou po tečně sníh přehazují. Každé kolo propeleru musí být poháněno a děje se tak buď spřažením řetězem nebo řemenem, nebo je každé kolo osazeno vlastním motorem. Použití propelerů je výhodné pouze při malé výšce zdvihu, protože čím delší by byl elevátor, tím více kol by bylo nutno použít. Odolnost proti rozměrnějším předmětům je nízká, ale vzhledem k vyšší možné obvodové rychlosti dochází k částečné komprimaci sněhu a lepšímu plnění sněhové nádrže než v případě lopatkových dopravníků. Podle mých znalostí jsou propelery použity pouze na francouzských strojích OKAY. Nejrozšířenější řešení elevátoru je s použitím vertikálního šneku. Šnek je ve většině případů dvouchodý a v horní části je zakončen vyhazovacími lopatkami, které působí i jako ventilátor a zvyšují celkový výkon dopravníku. Pro dosažení dobré účinnosti je nutné, aby byla mezera mezi šnekem a pláštěm elevátoru co nejmenší, z tohoto důvodu je odolnost proti cizím předmětům velmi nízká. Konstrukční řešení šnekového dopravníku je velmi jednoduché, dopravník má pouze jeden pohyblivý díl, ale klade větší nároky na přesnost výroby, vyvážení šneku a ložisek, v nichž se šnek otáčí. Ze zmíněných řešení je u šnekového dopravníku dosahováno nejvyšších obvodových rychlostí a tím i nejlepšího naplnění sněhové nádrže s vysokým stupněm komprimace sněhu. Obvodová rychlost vyhazovacích lopatek u strojů ZAMBONI dosahuje cca 30 m/s, což umožňuje i bezproblémový sběr vody z ledové plochy do sněhové nádrže. Také je tím dosahováno komprimace sněhu o 25% a plné využití kapacity sněhové nádrže.

Pro tvorbu nového ledu je používána teplá voda, která se přivádí za suport pod roztírací plachetku. Voda o teplotě cca 50 – 70 °C rozpustí případné malé množství sněhu v hlubokých rýhách a nataví vrchní vrstvu ledu, s níž se potom dobře spojí. Vodní nádrž, nebo nádrže mohou být součástí vnějšího tvaru stroje, nebo jsou ukryty pod kapotáží. Celkový objem vodních nádrží bývá kolem cca 1000 l. Nádrže by měly být z nekorodujícího materiálu, aby byla zajištěna jejich dlouhá životnost a aby nebyla přídavná voda znečišťována rzí a nedocházelo k častému ucpávání otvorů v rozstřikovací trubce. Přívod vody do rozstřikovací trubky na suportu bývá buď samospádem, nebo je pro zvýšení tlaku použito čerpadlo. Užití čerpadla je nutné zejména v případech, kdy je dno vodní nádrže nízko nad suportem a při nízké hladině vody v nádrži by již samospádem nebyl zajištěn dostatečný průtok. Množství přídavné vody je regulováno škrtícím ventilem ovládaným z místa obsluhy stroje. Stroje ZAMBONI mají vodní nádrž umístěnou dosti vysoko, a proto používají přívod vody samospádem. Pro zvýšení kvality úpravy ledu však mohou být vybaveny tzv. systémem proporčního nanášení vody. Tento systém se skládá z objemového čerpadla, regulačních prvků a elektromagnetické spojky. Náhon čerpadla přes elektromagnetickou spojku je proveden od hnací hřídele pojezdu stroje. Díky tomu a konstrukci čerpadla je dodáváno do rozstřikovací trubky konstantní množství vody na jednotku upravené plochy. V praxi to znamená, že se již obsluha nemusí zabývat regulací množství přidávané vody podle rychlosti jízdy a tento systém vše obstará sám.

Stroje ZAMBONI jsou dále vybaveny systémem před zalití hlubokých vrypů, nesprávně nazývaným též „mytí ledu“. Při provozu tohoto systému je přiváděna voda o teplotě cca 30 °C do prostoru mezi ostří nože a zadní stěnu suportu. Na bocích je voda držena bočnicemi suportu a zadní stěna suportu je na spodní straně opatřena pryžovou stírací lištou. V tomto uzavřeném prostoru vytvoří voda cca 2 cm vysokou vrstvu a přebytečné množství je čerpadlem odsáváno zpět do nádrže pro další použití. Průtok vody mezi přívodními tryskami, umístěnými u bočnic suportu, a odsávací hubicí, umístěnou uprostřed suportu, vypláchne zbytky sněhu z hlubokých vrypů a naplní je vodou. Protože jsou tyto hluboké vrypy před nanesením přídavné vody již zaplněny, nedochází ke vzniku proláklin na upravené ploše. Použitá voda koluje v uzavřeném cyklu a doplňuje se pouze množství spotřebované pro zalití vrypů. Použití tohoto systému umožňuje výrazně redukovat množství přídavné vody při zachování vysoké kvality upraveného ledu a tím snižovat celkové provozní náklady kluziště.

Podvozek stroje musí být konstruován pro dobrou stabilitu, vysoké zatížení, i při nízkých rychlostech, a musí umožňovat dobrou manévrovatelnost stroje. Ve většině případů je použito klasické uspořádání s pevnou zadní nápravou a řiditelnou přední nápravou. Vyskytly se však i koncepce s tříkolovým podvozkem, otočnou přední nápravou s velmi malým rozchodem kol, nebo konstrukce, u nichž byla řiditelná všechna kola. Vzhledem ke značné hmotnosti strojů je řízení ve většině případů doplněno posilovačem, nebo je použito servořízení, kde není mezi volantem a nápravou žádná mechanická vazba. Řízení musí být lehké a přesné, aby bylo možno dodržet správné přesazování jednotlivých průchodů stroje a aby bylo možno upravit led těsně kolem mantinelu. Pneumatiky musí být opatřeny protismykovými hroty, aby byla zajištěna dostatečná trakce pro tažení suportu a zatáčení. Pokud se stroj pohybuje mimo ledovou plochu, měly by být průjezdné trasy co nejkratší, pokud možno přímé a měly by být opatřeny pryžovými koberci nebo jinou ochrannou vrstvou, aby nedocházelo k nadměrnému opotřebení hrotů. Jednoznačnou preferenci má pro stroje na úpravu ledu pohon všech kol.

Dle druhu pohonu rozlišujeme stroje na motorové a elektrické. U motorových strojů zajišťuje potřebný výkon vznětový nebo zážehový spalovací motor. Vznětové motory jsou provozovány na motorovou naftu, zážehové motory jsou provozovány na benzín, propan-butan, stlačený zemní plyn, nebo jejich kombinace. Elektrické stroje lze rozdělit na akumulátorové a přímo napájené. U akumulátorových je zdrojem energie trakční akumulátor, u přímo napájených je stroj trvale připojen kabelem na navijáku do elektrické sítě, nebo je použita pro napájení stroje vhodně konstruovaná trolej. V praxi jsou většinou používány stroje akumulátorové, protože pro jejich provoz není nutno zřizovat speciální zařízení, ale i stroje s přímým napájením mají své příznivce a některé výhody nad stroji akumulátorovými. Celkový výkon potřebný pro provoz stroje se pohybuje na úrovni cca 15 – 17 kW.

Spalovací motory u motorových strojů disponují výkonem cca 30 – 80 kW, ale ve většině případů jsou značně předimenzované. Nutnost předimenzování vychází z faktu, že výkonová charakteristika spalovacího motoru dosahuje uvedených hodnot až při vysokých otáčkách nepříliš výhodných pro připojená zařízení a dále tyto motory musí splňovat kritérium vysoké provozní spolehlivosti a dlouhé životnosti. Motory bývají osazovány omezovači otáček, nebo automatickými regulátory, aby se minimalizovalo riziko poškození připojených zařízení a aby se zjednodušila obsluha stroje. Přenos výkonu od motoru je třeba rozdělit na část použitou pro pojezd stroje a část pro pohon dopravníků a dalších zařízení. V současné době jsou ve většině případů k přenosu výkonu používána hydraulická zařízení. Použití těchto komponentů značně zjednodušilo mechanické uspořádání stroje i jeho obsluhu. Hydraulické komponenty mají při správném navržení a údržbě vysokou provozní spolehlivost, dobrou odolnost proti okolním vlivům a mají vysoký měrný výkon ve vztahu k zastavěnému prostoru. Ovládání hydraulických komponentů je jednoduché a spolehlivé. U motorových strojů ZAMBONI je použit hydrostatický přenos výkonu. Hydrogenerátory (čerpadla) jsou připojeny ke spalovacímu motoru přímo, nebo přes rozdělovací převodovku a výstupní hřídele hydromotorů jsou připojeny přímo k poháněným součástem. Podvozek strojů ZAMBONI je tvořen přední a zadní nápravou s diferenciálem, náhonovými hřídeli a redukční převodovkou s centrálním hydromotorem. U jiných výrobců jsou používány i systémy, kde je hydromotor a redukční převodovka v každém kole, případně jsou použity dva hydromotory, pro každou nápravu jeden. Toto s sebou přináší potřebu složitějšího hydraulického systému a většího rizika případné poruchy. Hydrostatický pohon pojezdu umožňuje plynulou změnu převodového poměru a tak je možno udržovat konstantní otáčky hnacího motoru a pracovní hydrauliky. Ztráty v hydrostatickém pohonu jsou sice vysoké, pohybují se v rozmezí cca 15 – 40%, ale vzhledem k předimenzování spalovacího motoru je to dostatečně kompenzováno a vyváženo jednoduchostí a komfortem ovládání stroje.

Zcela samostatnou kategorii tvoří v českých podmínkách stroje DESTAROL. U těchto strojů je použit pro přenos výkonu hydrodynamický měnič a rychlost jízdy je tak řízena pouze změnou otáček motoru. Toto řešení přináší obtíže s výkonem dopravníků sněhu, jelikož při zatáčení v obloucích kluziště, kdy je potřeba největší výkon dopravníků, se tyto při snížení otáček motoru často téměř zastaví.

Přímo napájené elektrické stroje vycházejí zpravidla ze strojů motorových, v nichž byl spalovací motor nahrazen elektromotorem. Ostatní komponenty jsou většinou ponechány beze změny, pouze je na stroji nutno umístit samonavíjecí kabelový buben nebo trolejový sběrač. Délka kabelu nebo rozsah trolejového vedení musí pokrýt veškerý provozní prostor stroje včetně garážového stání a výsypky sněhu. Provoz těchto strojů v sobě kombinuje čistotu provozu na elektřinu s možností nepřetržitého provozu, jako v případě motorových strojů. Konstrukce trolejového vedení nebo přívodu elektřiny kabelem je však dosti složitá a proto se tento systém příliš nerozšířil.

Akumulátorové elektrické stroje používají pro svůj provoz energii uloženou v trakční baterii. Trakční baterie mívá většinou provozní napětí 80 nebo 96 V, v závislosti na počtu článků a kapacitu cca 400 – 650 Ah. Ve většině případů jsou použity olověné články s tekutým elektrolytem, protože jejich konstrukce prošla již dlouhým vývojem a při přijatelné ceně poskytují nejlepší výkon na jednotku hmotnosti a zastavěného prostoru. Životnost akumulátorů se při správné údržbě pohybuje v rozmezí cca 1200 – 1500 nabíjecích cyklů, což představuje 5 – 7 let provozu při běžném využití na zimním stadionu. Hmotnost trakční baterie může dosáhnout i více jak 1/3 celkové hmotnosti stroje a proto musí být podvozek a rám stroje na tuto zátěž dimenzovány. Rovněž průjezdné trasy musí umožňovat pohyb stroje s celkovou hmotností téměř 6 tun. Nabíjení trakční baterie se provádí zpravidla v době noční odstávky, nebo je možno baterii dobíjet i mezi jednotlivými jízdami, pokud to konstrukce článků a nabíječe umožňuje. K nabíjení jsou používány usměrňovací transformátory, nebo nově i vysokofrekvenční nabíječe s procesorovým řízením. Čas potřebný pro plné nabití akumulátoru je závislý na výkonu nabíječe, stavu vybití akumulátoru a potřebném nabíjecím faktoru daném konstrukcí článků. Čas plného nabití akumulátorů by neměl být delší než cca 7 – 8 hodin, aby to výrazně nebránilo v provozu zimního stadionu. Velkou péči je třeba trakční baterii věnovat i v době letní odstávky, kdy je nutno alespoň jednou za měsíc baterii částečně vybít a znovu plně nabít. Ponechání baterie po dlouhou dobu v částečně vybitém stavu snižuje její životnost a v krajním případě může vést až ke ztrátě kapacity.

Elektromotory jsou používány stejnosměrné nebo střídavé. K řízení motorů jsou používány výkonové polovodičové prvky ovládané obsluhou a řídicím systémem stroje. V případě stejnosměrných motorů jde o pulzní řízení, u motorů střídavých je nutno použít frekvenční měniče. Ve většině případů jsou tyto komponenty integrovány do řídicího systému stroje, který zároveň sleduje činnost všech zařízení a stav nabití akumulátoru. Konstrukce stejnosměrného motoru je poněkud složitější než u motoru střídavého, celková účinnost je také o něco nižší, ale tyto motory již prodělaly dlouhý vývoj a jejich provozní spolehlivost je na velice vysoké úrovni. Konstrukce řídicího systému a výkonové elektroniky pro stejnosměrný motor je však jednodušší než pro motor střídavý a z toho vyplývá nižší pořizovací cena. Vzhledem k použití polovodičů v řídící elektronice je energetická účinnost obou druhů motorů pro stejný výkon téměř srovnatelná. Vzhledem k tomu, že je pro provoz strojů na úpravu ledu potřeba i hydraulický okruh, minimálně pro ovládání hydraulických válců a servořízení, neexistuje v tomto oboru stroj s čistě elektrickým pohonem.

Stroje ZAMBONI v elektrickém provedení používají pro pojezd centrální elektromotor, který přes redukční převodovku, hnací hřídele a diferenciály přední a zadní nápravy pohání všechna 4 kola. Vlastnosti elektromotoru, změna smyslu otáčení, jemně regulovatelný záběrový moment i rychlost otáčení elektronikou zcela nahradily parametry hydrostatického přenosu výkonu, použitého u motorových strojů. Vzhledem k tomu, že elektromotor nebrzdí stroj jako v případě použití hydrostatického pohonu, bylo nutno osadit na nápravy dostatečně dimenzované brzdy. Při provádění úpravy není brzdit třeba, ale při pojíždění a parkování jsou účinné brzy nutností. Pohon šnekových dopravníků, vyklápění sněhové nádrže, zvedání a spouštění suportu, ometací koště a činnost servořízení zajišťuje samostatný hydraulický okruh. Toto hydraulické čerpadlo je poháněno samostatným elektromotorem, který je pro řádnou funkci dopravníků elektronicky udržován na konstantních otáčkách. Přenos výkonu na dopravníky pomocí hydraulického okruhu byl zvolen z důvodu lepší celkové účinnosti jednoho většího elektromotoru na místo několika menších. Tím je kompenzována ztráta způsobená vložením hydraulického okruhu. Také rozměry a hmotnost elektromotorů odpovídajícího výkonu by byly značně velké.

Některé koncepce strojů používají umístění trakčních elektromotorů přímo v jednotlivých kolech, náhon dopravníků elektromotory a malé hydraulické čerpadlo pro servořízení a pohon hydraulických válců. Vzhledem k nutnosti redukovat otáčky pro pohon kol převodovkami s velkým převodovým poměrem a použití velkého počtu menších elektromotorů je u této koncepce celková energetická náročnost poněkud vyšší a se zvýšeným počtem jednotlivých elektromotorů také rostou nároky na jejich údržbu a složitost řídicího systému a výkonové elektroniky. Instalace samostatného hydraulického čerpadla pro servořízení a pohon hydroválců dále zvyšuje spotřebu energie.

Zcela samostatnou kategorií pohonu stroje je konstrukce použitá u elektrických strojů WM. V těchto strojích je k pohonu použit jeden centrální střídavý elektromotor, ale ostatní komponenty jsou shodné s motorovým strojem, včetně použití hydrostatického přenosu výkonu na hnací nápravy. Celkový výkon elektromotoru, jeho řídicí systém a kapacita trakční baterie tak musí být navrženy s ohledem na kompenzaci ztrát. I když je možno provoz elektromotoru v jiných aplikacích velice přesně řídit a ušetřit tak množství energie, v tomto případě je nutno udržovat jeho otáčky na konstantní úrovni, aby dobře pracovaly dopravníkové šneky. Vysoký deklarovaný výkon elektromotoru a kapacita trakční baterie bývají často uváděny jako rozhodující kritérium pro porovnávání s konkurencí a málokdo si uvědomí, že tomto případě méně znamená více.

Na provozní bezpečnosti a spolehlivosti stroje na úpravu ledu závisí celý provoz zimního stadionu. V případě jeho výpadku může být ohroženo konání hokejového zápasu, nebo placené pronájmy, a pokud není k dispozici náhradní stroj, může toto vést ke značným ztrátám jak finančním, tak i prestiže stadionu. Většině těchto potíží lze předejít prováděním pravidelných prohlídek a plánované údržby, i když riziko poruchy nelze nikdy zcela vyloučit. Největší díl odpovědnosti v prevenci poruch leží vždy na obsluze stroje. Obsluha musí být se strojem důkladně obeznámena, musí znát činnost jeho jednotlivých částí a musí provádět pravidelné kontroly a běžnou provozní údržbu. Okamžitým odstraňováním drobných závad lze často předejít závažné poruše a nutnosti velkých investic do opravy stroje. Toto platí i o odstranění všech cizích předmětů z ledové plochy před započetím úpravy, zvláště zapomenutých puků a částí zlomených hokejek a to zejména pokud je na stroji šnekový elevátor.

Zdeněk Kuchař - Vedoucí technik firmy ROLMONT s.r.o. – exkluzivního zástupce firmy ZAMBONI® pro Českou republiku


Zpět na přehled

Nahoru