Mezi významnou aplikaci plastů v oblasti dopravních systémů patří plastové válečky používané ve stavbě válečkových dopravních tratí pro skladové regálové hospodářství, mezioperační, montážní nebo expediční linky ve výrobě, ale také pro pásovou dopravu sypkých materiálů. Jde o dopravníky s válečky nepoháněnými nebo poháněnými, vodorovné či šikmé (gravitační) s možností dopravy jak v přímém směru, tak i do oblouku. Válečky jsou usazeny v rámových ocelových, případně hliníkových konstrukcích určujících nosnost jednotlivých dopravníků, dělených z tohoto hlediska na lehké a těžké. Použití plastových válečků spadá především do první skupiny.
Pokud jde o konstrukci plastových válečků, nutno rozlišovat typy celoplastové, kde plast tvoří plášť válečku, čela včetně případných pohonných prvků a případně i kluzná ložiska a jejich těsnění, od válečků kovových, kde se plasty uplatňují pouze jako jejich povlak. Nosnost válečků posledně jmenovaných je samozřejmě podstatně vyšší. Hřídele válečků obou typů jsou kovové, v některých případech u celoplastových válečků hřídele vůbec chybějí a válečky se otáčejí kolem čepů v čelech.
Použití plastových válečků v konstrukci dopravníků přináší následující výhody:
snížení hmotnosti dopravníku;
vysokou rázovou houževnatost válečků;
snížení hlučnosti;
korozní odolnost;
snadnou očistu;
možnost antistatického provedení;
fyziologickou nezávadnost vhodnou pro použití v potravinářském průmyslu;
dobré rozběhové a běhové vlastnosti;
šetrnost k povrchu dopravovaných předmětů.
Pokud jde o celoplastové válečky, osvědčil se pro jejich výrobu rázuvzdorný kopolymer polyvinylchloridu (PVC-U) s tepelnou odolností v rozsahu od -40 o do +50 o C. Vyrábí se v řadě lehké a univerzální nepoháněné nebo s pohonem. Rozměrově nabízejí výrobci řady s vnějším průměrem od 20 do 90 mm a tloušťkou stěny od 1,5 do 7 mm. Pokud jde o jejich délku, doporučuje se vzhledem k zachování jejich soustřednosti při provozu nepřekračovat hodnotu 400 mm pro vnější průměr válečku 20 mm, 500 mm pro průměr 30 mm, 600 mm pro průměr 40 - 50 mm, 800 mm pro průměr 63 mm a 1000 mm pro průměr 90 mm. Souvislost rozměrů válečků a jejich nosnosti je nejlépe patrna z uvedených tabulek.
Válečky se otáčejí na hřídelích z lesklé nebo nerezavějící oceli. Jako ložiska se používají dle typu válečků buď kluzná z polyoximetylenu s obsahem polytetrafluoretylenu (POM + PTFE), případně z polyamidu (PA), nebo speciální s kovovými kuličkami běžícími v drážce mezi čelním ložiskovým krytem a těsněním z polypropylenu (PP). Používají se však i přesná klasická kuličková ložiska. K pohonu válečků slouží řetězová (někdy i zdvojená) kola z vysoce kvalitního polyamidu 66 (PA 66) nebo z kovu pro pohon válečkovými řetězy. Pro snížení hlučnosti pohonu (značná již nad rychlostí 0,5 m.s-1) se řetězy nahrazují ozubenými hlavami z polyoximetylenu (POM), umožňujícími pohon ozubenými elastomerními řemeny. Nosnost válečků je ovlivňována oběma důležitými parametry - hmotností dopravovaných předmětů a jejich rychlostí. Válečkové dopravníky s kluznými ložisky jsou vhodné pro hmotnost 200 N relativně k rychlosti dopravníku do 0,8 m.s-1.
Plastové válečky lze využít nejen u tratí přímých, ale i u obloukových, kde je však tvar válečků kuželový. Jejich konstrukce ovšem není zcela celoplastová, ale skládá s z ocelové pozinkované rovné nosné trubky, na niž jsou nasunuty jednotlivé kónické plastové segmenty z otěruvzdorného, rázově houževnatého, zvuk pohlcujícího, tepelně a počasí odolného speciálního polypropylenu (PP). Kónické segmenty na ocelové trubce vytvoří souvislý kužel. Počtem takto osazených kuželových válečků do nosného obloukově zakřiveného kovového rámu lze vytvořit trať požadovaného oblouku. Kryty kuličkových ložisek jsou z polyamidu (PA) a ložisková těsnění z polypropylenu (PP). Délky kuželových válečků se pohybují mezi 250 - 900 mm. Minimální průměry kuželů jsou v rozmezí 52,5 až 55,6 mm, maximální mezi 64,8 až 109,6 mm. Nosnost se udává do 500 N. Hnacím prvkem jsou zdvojená řetězová kola z vysoce kvalitního polyamidu (PA 66).
Použití plastových válečků směřuje do vnitrozávodní dopravy, závodních kuchyní, potravinářských a farmaceutických provozů, tiskáren a distribučních center k dopravě krabic, drátěných dílů, časopisů, potravin, léků a balíků. Válečky s větší nosností přepravují palety, přepravky, lahve a předměty s větší hmotností.
Kromě celoplastových válečků se plasty rovněž používají k oplášťování válečků kovových. Mezi vhodné materiály patří především polyuretanové elastomery (TPU), odolné vůči abrazi, rázům, olejům a tukům s teplotou použití -20 o až +90 o (100 o) oC. Oplášťování se provádí tlakovým odléváním (tvrdost 72 ShA) nebo rotačním odléváním (tvrdost 73 - 92 ShA). Dalším plastem k vytváření povlaků je měkčený polyvinylchlorid (PVC-P) s tepelnou odolností -10 o (20 o) až +60 °C, tvrdostí 63 ShA a tloušťkou povlaku 2,3 - 5 mm. Povlak je možno vytvořit nasunutím rukávu ze smrštitelné fólie na trubku průměru 50, 60, 80 mm. Tloušťka povlaku 1,5 mm, tvrdost 94 ShA. Návleky lze provádět i s polyuretanovou elastomerní (TPU) hadicí hladkou nebo drážkovanou s použitím zvláštního adaptéru. Tloušťka návleku 2 až 5 mm a tvrdost 85 ShA. Návleky umožňují také opravu již opotřebovaných nebo poškozených původních povlaků. Povlékají se trubky s průměrem 10 - 90 mm.
Plastové válečky se uplatňují i u pásových dopravníků, kde slouží k vedení a podpírání dopravních pásů přepravujících zejména sypké, často i velmi abrazivní materiály, jako např. uhlí, kameninu, písek nebo i kusové zboží. Provozně jsou pásy určeny jak pro vodorovnou, tak i šikmou dopravu. U těchto dopravníků se osvědčily celoplastové válečky vyrobené z odlévatelného typu alkalického polyamidu (PA 6 G). Jde o plast s dobrou pevností, tuhostí a rázovou houževnatostí. Je odolný vůči opotřebení a příznivá je i jeho měrná hmotnost. Vedle standardního typu existuje i modifikovaný typ s nižší nasákavostí, umožňující použití válečků ve vlhkých prostředích (pískovny). Tepelná odolnost je v rozmezí -30 o až +80 oC. Atest fyziologické nezávadnosti umožňuje použití válečků v potravinářském průmyslu.
Polyamidové válečky mají až 3x delší životnost ve srovnání s obvykle používanými typy, a to i za extrémních provozních podmínek. Výrazně snižují hlučnost a nízká hmotnost přispívá k jejich snadné montáži a celkově nižší hmotnosti celého dopravníku. Podstatnou výhodou je rovněž ochrana běžícího dopravního pásu před opotřebením nebo i prodřením při mimořádném selhání rotace válečku, který má příznivě hladký povrch. Konstrukčně jde o silnostěnné válečky osazené oboustranně rovněž polyamidovými čely, které drží kuličková ložiska. Rozměrově jsou k dispozici válečky o průměrech 90 - 150 mm i více, v délkách 250 - 500 mm. Jiné rozměry lze vyrobit po dohodě s výrobcem.
Alternativou k uvedeným válečkům jsou válečky kovové, oplášťované vrstvou polyuretanového elastomeru (TPU). Jsou dodávány s různou tvrdostí ShA 75 - 87 pro větší průměry a ShA 65 - 95 pro průměry menší. Volbou tvrdosti lze dosáhnout optimálního tření mezi válečkem a pásem. Homogenní vrstva snáší vysoké tlaky a je neobyčejně odolná opotřebení nebo tvorbě trhlinek. Výroba opláštění se provádí buď statickým nebo rotačním odléváním v tloušťkách od 2 až po 10 mm, ale i více.
Dopravní tratě s plastovými válečky mohou být kombinovány s dalšími dopravními prostředky, jako např. plastovými kladičkovými nebo válečkovými lištami a manipulačními stoly se zabudovanými všesměrovými plastovými válečky nebo plastovými kuličkovými jednotkami. U dopravních lišt jde o leštěné galvanizované ocelové U profily délky 2 až 3,6 m, osazené vyčnívajícími dopravními kladičkami hladkými, případně s nákolkem, vyrobené z polypropylenu (PP) event. polyetylenu (HD-PE), snášejícího lépe záporné teploty (-30 oC). Jejich průměry se dle různých výrobců pohybují od 25 do 48 mm a šířky od 24 až 28, ale i 62 mm. Mají statickou nosnost 50 (100) N a dynamickou 70 (200) N. Kladičky černé barvy jsou antistatické. Větší nosnost 300 N stat./400 N dyn. vykazují kladičky polyamidové (PA) průměr 50 mm a šířce 51,3 mm v ocelovém U profilu šíře 70 mm.
Všesměrové plastové válečky průměru 50, 60, 80 mm umožňují prostřednictvím 3 nebo 4 soudkovitých kladiček upevněných v těle válečku pohyb po nich dopravovaných předmětů v libovolném směru v horizontální rovině. Válečky se dají spojovat nebo nasunout na hřídele ve větším počtu, aby se tak zajistil vhodný počet styčných míst s dopravovanými předměty. Válečky i kladičky jsou vyráběny z polyamidu (PA) nebo polyoximetylenu (POM). Větší průměry (120 mm) jsou z hliníku nebo oceli. Nosnost celoplastových válečků při průměru 48 mm je 50 N a pro průměr 80 mm 200 N.
Manipulaci ve všech směrech umožňují také kuličkové jednotky skládající se z plastových pouzder, z nichž vyčnívají vrchlíky uvnitř uložených ocelových nebo plastových kuliček. Pouzdra i kuličky jsou ze speciálního polyamidu (PA) a nosnost těchto jednotek je až 400 N. Jsou stejně jako všesměrné válečky zabudovány do konstrukcí desek horizontálních manipulačních stolů. Široký sortiment popsaných prvků je alternativou pojezdových kol.
Veškeré tabulky a obrázky vztahující se k tomuto článku, naleznete v tištěné podobě časopisu.