Защита работающих от движущихся частей машин и механизмов описывается аналогично всем защитам и для других факторов
Глава 11. Средства защиты человека при
Работе с движущимися частями
Механизмов
МЕСТО И УСЛОВИЯ ПРОЯВЛЕНИЯ ОПАСНОГО
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ФАКТОРА
Опасный производственный фактор – движущиеся механизмы и их части – опасен возможностью получения механической травмы в результате контакта движущейся части механизма с телом человека.
Он может проявляться на предприятиях и в цехах, где используются какие-либо подвижные механизмы: кузнечно-прессовые, механические цеха, цеха по затариванию, расфасовке и сборке, установки предприятий химических производств, где используются гидро- и пневмоприводы, дозирующие и перемешивающие устройства. Эти факторы могут проявиться при проведении транспортных и монтажных операций на предприятиях. Условия существования потенциальной опасности воздействия объекта (движущегося механизма) на человека можно рассматривать как:
1. Предусмотренные самим технологическим процессом в зависимости от его назначения (например, работа с подъемно-транспортным оборудованием, станками, прессами, и т.д.).
2. Приводящие к опасности из-за недостатков в монтаже и конструкции объекта (например, обрывы конструктивных элементов и их падение, разрушение от коррозии и т.п.).
3. Возникающие вновь при изменении технологического процесса и применении другого типа оборудования (по сравнению с ранее принятым в проекте).
4. Зависящие от человека (психофизиологические особенности, целевое устремление, отношение к необходимости поддерживать культуру производства на достаточно высоком уровне и т.п.).
Присутствие опасного фактора на производстве – необходимое, но не достаточное условие его проявления. Причины его появления в большинстве случаев - результат конструктивных недостатков оборудования, недостаточности освещения, неисправности защитных средств, оградительных устройств, а также несоблюдение правил безопасности из-за неподготовленности работников, низкая трудовая и производственная дисциплина, неправильная организация работы, отсутствие надлежащего контроля за производственным процессом и др.
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ С ДВИЖУЩИМИСЯ
МЕХАНИЗМАМИ
Защита работающих от движущихся частей машин и механизмов описывается аналогично всем защитам и для других факторов
Z = (Zтφ + Zтρ + Zтτ + Zсиз) +Zот +Zор. (11.1)
11.2.1. Средства защиты от мощности источника опасности Zтφ
К этим средствам относятся предохранительные защитные устройства, предназначенные для автоматического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределами допустимых значений. Таким образом, при аварийных режимах (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы тока, крутящих моментов и т.п.) исключается возможность взрывов, поломок, воспламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83 предохранительные устройства по характеру действия бывают блокировочными и ограничительными. К предохранительным устройствам относят ограничители хода как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, изготовленные в виде упоров, концевых выключателей и т. п. Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы. В случае работы на больших скоростях передвижения ограничители хода должны сочетаться с тормозными устройствами, которые снижают скорость до безопасных величин, исключающих поломки оборудования и возможные травмы. Тормозные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на колодочные, дисковые, конические и клиновые; по способу срабатывания – на ручные, автоматические и полуавтоматические; по принципу действия – на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и комбинированные; по назначению – на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения. В качестве предохранительных устройств от перегрузки машин и станков вводят слабое звено в конструкцию машины. Эти устройства представляют собой детали и узлы машины, которые разрушаются при перегрузках. К ним относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком, шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движение при чрезмерных крутящих моментах; плавкие предохранители; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением и т.п. Слабые звенья могут быть с автоматическим восстановлением кинематической цепи после того, как контролируемый параметр вошел в норму (например, муфты трения), и с необходимой заменой разрушенного элемента слабого звена.
11.2.2. Средства защиты по расстоянию опасного воздействия Zтρ
К средствам коллективной защиты по расстоянию опасного воздействия можно отнести блокировочные устройства. Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электронные, электрические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные. Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону, либо во время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор.
Механическая блокировка представляет собой систему, обеспечивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) устройством. При снятом ограждении агрегат невозможно растормозить, а, следовательно, и пустить его в ход.
Электрическую блокировку применяют на электроустановках напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения. Обычно в ограждение встраивают один из контактов концевого включателя, поэтому при открытом или снятом ограждении нет возможности соединить электрическую цепь системы привода.
Электромеханическая блокировка заключается в том, что в ней роль электромагнита выполняет человек, воздействуя на механическую часть системы. На рис. 11.1 показано, что, для того чтобы открыть дверь 4, нужно повернуть рукоятку 1. При этом повернется валик 6, соединенный с рубильником 7 и замком 2. Валик разомкнет электрическую цепь рубильника, а затем освободит засов 3 замка. Чтобы снова включить установку, следует вначале закрыть дверь 4 и повернуть рукоятку. Скоба на двери нажмет на палец 5, утопит его и даст возможность засову войти в отверстие скобы. Таким образом, вначале окажется закрытой дверь и лишь потом включится рубильник.
Электромагнитную (радиочастотную) блокировку применяют для предотвращения попадания человека в опасную зону. Если это происходит, высокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле. Контакты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечивает электромагнитнoe торможение привода за десятые доли секунды. Аналогично работает магнитная блокировка, использующая постоянное магнитное поле.
Оптическая блокировка находит применение в кузнечно-прессовых и механических цехах машиностроительных заводов. Световой луч, падающий на фотоэлемент, обеспечивает постоянное протекание тока в обмотке блокировочного электромагнита. Если в момент нажатия педали в рабочей (опасной) зоне штампа окажется рука рабочего, падение светового тока на фотоэлемент прекращается, обмотки блокировочного магнита обесточиваются, его якорь под действием пружины выдвигается и включение пресса педалью становится невозможным.
Электронную (радиационную) блокировку применяют для защиты опасных зон на прессах, гильотинных ножницах и других видах технологического оборудования, применяемого в машиностроении (рис. 11.2). Излучение, направленное от источника 5, улавливается трубками Гейгера 1. Они воздействуют на тиратронную лампу 2, от которой приводится в действие контрольное реле 3. Контакты реле либо разрывают цепь управления, либо воздействуют на пусковое устройство. Контрольное реле 4 работает при нарушении системы блокировки. Преимуществом блокировки с радиационными датчиками является то, что они позволяют производить бесконтактный контроль, так как связаны с контролируемой средой.
Рис. 11.1. Электромеханическая блокировка
Рис. 11.2. Электронная (радиационная) блокировка
Пневматическая схема блокировки широко применяется в агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: турбинах, компрессорах, воздуходувках и т.д. Ее основным преимуществом является малая инерционность.
К этим же средствам относятся оградительные устройства. Оградительные устройства – класс средств защиты, препятствующих попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов, зон обработки заготовок на станках, прессах, штампах, оголенных токоведущих частей, зон интенсивных излучений (тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредных веществ, загрязняющих воздушную среду и т.п. Ограждают также рабочие зоны, расположенные на высоте (леса и т.п.).
Конструктивные решения оградительных устройств весьма разнообразны. Они зависят от вида оборудования, расположения человека в рабочей зоне, специфики опасных и вредных факторов, сопровождающих технологический процесс. В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83 – классифицирующие средства защиты от механического травмирования, оградительные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу изготовления – на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу установки – на стационарные, подвижные, переносные.
Стационарные устройства выполняются таким образом, что пропускают обрабатываемую деталь, но не пропускают руки рабочего из-за небольших размеров соответствующего технологического проема. Такое ограждение может быть полным, когда локализуется опасная зона вместе с самой машиной, или частичным, когда изолируется только опасная зона машины. Примерами полного стационарного ограждения служат ограждения распределительных устройств электрооборудования, кожуха галтовочных барабанов, корпуса электродвигателей, насосов и т.п.; частичного – ограждения фрез или рабочей зоны станка. Стационарные ограждения демонтируются лишь для выполнения операции смены режущего инструмента, смазки, контрольных измерений или профилактического ремонта.
Подвижные (съемные) устройства представляют собой устройства, сблокированные с рабочими органами механизма или машины; они закрывают доступ в рабочую зону только при наступлении опасного момента. В остальное время эта зона открыта. Такие ограждения наиболее распространены в станкостроении.
Переносные ограждения выполняются чаще всего как временные. Их используют при ремонтных и наладочных работах, для защиты от случайных прикосновений к токоведущим частям, а также от механических травм и ожогов.
Требования безопасности к конструкции, применению и размерам ограждения в зависимости от расположения опасных элементов устанавливает стандарт ГОСТ 12.2.062-81 (Оборудование производственное. Ограждения защитные). Конструкция и материал ограждающих устройств определяются особенностями оборудования и технологического процесса в целом.
Ограждение, крепящееся на корпусе, должно составлять органическое целое с производственным оборудованием и соответствовать требованиям технической эстетики и ГОСТ 12.2.003–74. Ограждение не должно ограничивать технологических возможностей оборудования и его обслуживания. Откидные, раздвижные и съемные ограждения в защитном положении должны удерживаться от самопроизвольного перемещения. Ограждения, открываемые вверх, должны фиксироваться в открытом положении. Конструкция ограждения должна соответствовать функциональному назначению и конструктивному исполнению оборудования, на котором оно будет установлено, в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.003–74 и ГОСТ 12.2.061–81, а также условиям, в которых оборудование будет эксплуатироваться.
Ограждение должно быть устроено так, чтобы при работе оборудования его нельзя было передвинуть из защитного положения. Ограждения, препятствующие доступу к элементам оборудования, требующим особого внимания или специально оговоренным, должны иметь автоматическую блокировку, обеспечивающую работу оборудования только при защитном положении ограждения. Устройство блокировки не должно применяться для автоматического включения элементов или рабочего цикла оборудования. Зоны безопасности для работающих с учетом использования ограждения должны соответствовать зонам досягаемости моторного поля по ГОСТ 12.2.032–78 и ГОСТ 12.2.033–78. Ограждение, периодически открывающееся вручную, должно быть окрашено с внутренней стороны в сигнальный цвет по ГОСТ 12.4.026–2003. На наружную сторону ограждения наносят или крепят предупреждающий знак. Высоту ограждения выбирают в зависимости от высоты расположения опасного элемента и расстояния между ограждением и опасным элементом. Пределы досягаемости рук работающего определяют по ГОСТ 12.2.049–80.