Hałas w hali produkcyjnej rzadko pojawia się z jednego źródła. Najczęściej składa się z wielu powtarzalnych dźwięków: uderzeń detali o prowadnice, pracy przenośników, toczenia rolek, drgań konstrukcji, zsypów, kontaktu metalu z metalem, ruchu wózków i pracy maszyn. Każdy z tych dźwięków może wydawać się drobny, ale razem tworzą środowisko, które obciąża pracowników, utrudnia komunikację i zwiększa zmęczenie podczas zmiany.

W zakładach produkcyjnych hałas traktuje się często jako nieunikniony koszt pracy maszyn. Tymczasem część źródeł można ograniczyć bez dużej przebudowy linii. Jednym ze sposobów jest zastąpienie stalowych elementów uderzeniowych, rolek transportowych, odbojów lub prowadnic elementami wykonanymi z elastomerów, zwłaszcza poliuretanu.

Dlaczego stalowe elementy generują tak dużo hałasu?

Stal jest wytrzymała, odporna na duże obciążenia i powszechnie stosowana w konstrukcjach przemysłowych. Ma jednak jedną cechę, która wobec hałasu nie działa korzystnie: bardzo słabo tłumi energię uderzenia.

Gdy detal uderza w stalową prowadnicę, zsuwa się po stalowym zsypie albo przemieszcza po metalowych rolkach, energia kontaktu zamienia się w dźwięk i drgania. Im większa masa elementu, większa prędkość ruchu i twardsza powierzchnia styku, tym bardziej słyszalny efekt.

Jak elastomery ograniczają hałas?

Elastomery, takie jak poliuretan, zachowują się inaczej niż stal. Pod wpływem nacisku uginają się, pochłaniają część energii i ograniczają gwałtowność kontaktu. Dzięki temu uderzenie nie ma tak ostrego, metalicznego charakteru.

Wymiana stalowego elementu na poliuretanowy może zmniejszyć hałas na kilka sposobów. Po pierwsze, ogranicza dźwięk powstający w chwili kontaktu. Po drugie, redukuje drgania przekazywane na konstrukcję maszyny. Po trzecie, stabilizuje ruch detalu lub ładunku, ponieważ powierzchnia z elastomeru lepiej „przyjmuje” kontakt niż twarda stal.

Dotyczy to między innymi rolek transportowych, odbojników, kół, tulei, okładzin, listew prowadzących, zgarniaczy i elementów zabezpieczających miejsca uderzeń. W każdej z tych aplikacji poliuretan może pełnić nie tylko funkcję ochronną, ale także akustyczną.

Im bliżej źródła hałasu zostanie zastosowany materiał tłumiący, tym większa szansa na zauważalną poprawę komfortu pracy.

Rolki transportowe: mniej hałasu przy ruchu ciągłym

Przenośniki rolkowe są częstym źródłem hałasu w halach produkcyjnych, magazynach i centrach logistycznych. Dźwięk powstaje podczas toczenia ładunku, kontaktu detalu z rolką, drgań układu oraz pracy samych łożysk i osi.

Stalowe rolki dobrze znoszą obciążenia, ale przy transporcie twardych detali mogą powodować wysoki poziom dźwięku. Szczególnie dotyczy to elementów metalowych, profili, pojemników, palet, blach, odlewów i części o nieregularnej powierzchni.

Zastosowanie rolek z warstwą poliuretanu zmienia charakter kontaktu. Ładunek nie uderza bezpośrednio o stal, a jego ruch jest łagodniejszy. Poliuretan redukuje odgłos toczenia, ogranicza drgania i chroni transportowany materiał przed obiciami.

W liniach, w których detal przemieszcza się przez wiele godzin dziennie, nawet umiarkowana redukcja hałasu na jednej sekcji może wyraźnie poprawić warunki pracy przy całym stanowisku.

Dodatkową korzyścią jest ochrona powierzchni detalu. Tam, gdzie stalowa rolka mogłaby powodować rysy, wgniecenia lub punktowe uszkodzenia, poliuretan zapewnia łagodniejszy kontakt. To ważne przy transporcie części malowanych, lakierowanych, obrobionych lub gotowych do montażu.

Elementy uderzeniowe: mniej stuków, mniej drgań

Drugą grupą zastosowań są elementy narażone na uderzenia. Mogą to być odboje, ograniczniki, gniazda odkładcze, zderzaki, zakończenia torów transportowych, miejsca zatrzymania detalu, punkty odkładania komponentów albo powierzchnie, na które regularnie spada materiał.

W wersji stalowej takie elementy są trwałe, ale głośne. Każde uderzenie tworzy impuls akustyczny i przenosi energię na konstrukcję. W przypadku pracy seryjnej problem narasta, ponieważ dźwięk powtarza się setki lub tysiące razy na zmianę.

Poliuretan działa jak warstwa przejmująca część energii uderzenia. Ogranicza ostrość kontaktu, zmniejsza odbicie detalu i redukuje drgania. Przy odpowiednim doborze twardości może jednocześnie chronić maszynę, detal i operatora pracującego w pobliżu.

Wymiana stalowego odboju na element poliuretanowy może zmienić nie tylko poziom hałasu, ale także charakter dźwięku: z ostrego, metalicznego uderzenia na krótszy i mniej uciążliwy odgłos kontaktu.

Hałas a BHP: nie tylko decybele

W ocenie hałasu często mówi się o decybelach, ale komfort pracy nie zależy wyłącznie od liczby pokazanej przez miernik. Znaczenie ma także rodzaj dźwięku, jego powtarzalność, częstotliwość, czas ekspozycji i możliwość komunikacji między pracownikami.

Nagłe, impulsowe dźwięki są szczególnie obciążające. Operator może przyzwyczaić się do stałego szumu maszyny, ale seria metalicznych uderzeń przez całą zmianę będzie powodować większe zmęczenie, rozdrażnienie i spadek koncentracji.

Z punktu widzenia BHP ograniczenie hałasu u źródła jest korzystniejsze niż poleganie wyłącznie na ochronnikach słuchu. Ochronniki są potrzebne tam, gdzie wymagają tego pomiary i ocena ryzyka, ale nie rozwiązują wszystkich problemów. Mogą utrudniać komunikację, odbiór sygnałów ostrzegawczych i współpracę na stanowisku.

Elementy z elastomerów pomagają ograniczyć hałas tam, gdzie powstaje, zamiast jedynie odcinać pracownika od skutków jego działania.

Dla inspektorów BHP ma to szczególne znaczenie, ponieważ redukcja hałasu może wpływać na ocenę warunków pracy, komfort operatorów, organizację stanowisk oraz dobór środków ochrony indywidualnej.

Dobór poliuretanu: twardość decyduje o efekcie

Nie każdy poliuretan będzie działał tak samo. Materiał zbyt miękki może nadmiernie się odkształcać, szybciej zużywać lub utrudniać płynny transport. Materiał zbyt twardy może nie zapewnić oczekiwanego tłumienia i będzie zachowywał się podobnie do tworzywa o wysokiej sztywności.

Dlatego przy doborze elementu trzeba uwzględnić obciążenie, prędkość pracy, częstotliwość uderzeń, masę detalu, temperaturę, obecność olejów lub smarów, wymagania dotyczące ścierania oraz dopuszczalne odkształcenie.

W rolkach transportowych ważne są także średnica, grubość warstwy poliuretanu, typ łożyskowania, osiowość i sposób mocowania. W odbojach oraz elementach uderzeniowych liczy się powierzchnia kontaktu, energia uderzenia i miejsce montażu.

Redukcja hałasu nie polega na prostym zastąpieniu stali dowolnym elastomerem. Efekt zależy od właściwego doboru materiału i geometrii elementu.

Gdzie najczęściej warto szukać źródeł hałasu?

Audyt hałasu warto zacząć od miejsc, w których dochodzi do powtarzalnego kontaktu twardych powierzchni. Najczęściej są to:

• przenośniki rolkowe,
• zsypy i tory spływu detali,
• punkty odkładania komponentów,
• ograniczniki ruchu,
• odboje i zderzaki,
• prowadnice,
• koła transportowe,
• stoły odkładcze,
• miejsca, w których detal zmienia kierunek ruchu,
• strefy pakowania i sortowania.

Nie zawsze trzeba przebudowywać całą linię. Czasem wystarczy wskazać kilka najbardziej uciążliwych punktów i dobrać do nich elementy tłumiące. W zakładach produkcyjnych często właśnie te lokalne zmiany przynoszą najlepszy stosunek efektu do nakładu.

Co z trwałością elementów poliuretanowych?

Przy redukcji hałasu pojawia się naturalne pytanie: czy element bardziej elastyczny będzie wystarczająco trwały? W przypadku poliuretanu odpowiedź zależy od właściwego doboru materiału, ale sam materiał bardzo dobrze sprawdza się w zastosowaniach narażonych na ścieranie, nacisk i powtarzalny kontakt.

Poliuretan łączy elastyczność z wysoką odpornością mechaniczną. Może tłumić uderzenia, a jednocześnie zachowywać kształt i wytrzymałość pod obciążeniem. To odróżnia go od rozwiązań, które są miękkie, ale szybko się niszczą.

W dobrze dobranych aplikacjach poliuretanowe rolki, odboje i okładziny mogą ograniczyć hałas, zmniejszyć zużycie współpracujących elementów i wydłużyć czas między wymianami. Szczególnie dotyczy to miejsc, w których stal powodowała nie tylko głośną pracę, ale również uszkodzenia detali lub konstrukcji.

Korzyści dla kierownika produkcji

Dla kierownika produkcji hałas to nie tylko temat BHP. To również kwestia sprawności procesu. Głośna linia utrudnia komunikację, zwiększa zmęczenie pracowników i może maskować inne sygnały ostrzegawcze: zmianę pracy łożyska, niewłaściwe ustawienie detalu, początek awarii lub nieprawidłową pracę napędu.

Cichsza praca urządzeń ułatwia kontrolę procesu. Operator szybciej wychwytuje nietypowe dźwięki, łatwiej komunikuje się z zespołem i pracuje w mniej obciążającym środowisku. Mniej drgań oznacza również mniejsze obciążenie konstrukcji i elementów współpracujących.

Wymiana stalowych rolek, odbojów lub prowadnic na elementy poliuretanowe może być więc częścią szerszej poprawy organizacji pracy: ograniczenia przestojów, ochrony detali, zmniejszenia kosztów serwisu i poprawy warunków na stanowisku.

Korzyści dla BHP

Dla inspektora BHP najważniejsze jest ograniczenie narażenia pracowników na hałas. Zastosowanie elastomerów wpisuje się w zasadę redukcji zagrożenia u źródła. Zamiast polegać wyłącznie na środkach ochrony indywidualnej, można zmienić elementy, które generują część uciążliwych dźwięków.

To szczególnie istotne w strefach, gdzie pracownicy przebywają przez większą część zmiany, a hałas ma charakter ciągły lub impulsowy. Redukcja stuków, drgań i metalicznego kontaktu poprawia komfort pracy, zmniejsza zmęczenie i ułatwia utrzymanie koncentracji.

Kiedy warto rozważyć wymianę stali na poliuretan?

Zamianę stalowych elementów na poliuretanowe warto przeanalizować wtedy, gdy na stanowisku występują powtarzalne uderzenia, hałaśliwe toczenie, drgania konstrukcji, obicia detali, skargi pracowników lub trudności z komunikacją.

Szczególnie dobrymi kandydatami są elementy, które nie pełnią funkcji ostrza tnącego, narzędzia obróbczego ani części wymagającej sztywnego, metalowego kontaktu. W wielu punktach linia potrzebuje nie twardości stali, lecz kontrolowanego kontaktu, odporności na ścieranie i tłumienia energii.

Hałas można ograniczać konstrukcyjnie

Optymalizacja hałasu w hali produkcyjnej nie zawsze wymaga kosztownej modernizacji. Czasem zaczyna się od prostych pytań: gdzie powstaje najgłośniejszy kontakt, które elementy uderzają o siebie cyklicznie, gdzie stal przenosi drgania, które rolki generują najwięcej dźwięku podczas transportu.

W wielu przypadkach odpowiedzią jest zastosowanie elastomerów: poliuretanowych rolek, odbojów, okładzin, listew lub kół, które mogą zmniejszyć hałas u źródła, poprawić komfort pracy i ograniczyć obciążenie pracowników.