机械安全设计和安全装置
2.1引言
机械装置所产生的危险,是通过两种物理途径表现出来的。第一种称为机械危害,它包括了其部件在工作状态下及失效时发生的因钳夹、挤压、冲压、摩擦和部件及材料的弹射所造成的伤害,这些危险比较容易识别;第二种称为非机械危害,它包括了电气故障、化学品暴露、高温、高压、噪声、振动和辐射等所造成的伤害。"软件因素",如计算机控制、操作机器的人的干预也会造成危险。本章只讨论机械危害。
值得一提的是,把机器正常工作状态下就存在的危险(如缺少对操作者提供必要的保护的安全装置),与由于机器部件或安全装置失效而造成的危险区别开来是非常重要的。
2.2风险评估
风险的大小取决于具体的情况:机器的类型、用途、使用方法、出入现场的难易程度和主管人员的素质等都是相关的因素。风险的大小也与处在这种条件下的人员的知识、技能与工作态度有关。同时,还与人们对危险的了解程度和所采取的避免危险的技能有关。判断什么是危险和什么时候会发生危险的能力,并使管理人员和机器的操作者具备这种能力,这是十分重要的。
2.3预防机械事故的方法
2.3.1实现机械安全的方法
采用以下方法,可以达到机械安全:
(1)消除产生危险的原因?quot;本质安全"见下文);
(2)减少或消除接触机器的危险部件的需求;
(3)使人们难以接近机器的危险部位(或提供安全装置,使得接近这些部位不会导致伤害);
(4)提供保护装置或者防护服。
上述措施是依次序给出的,这些措施也可以结合起来使用。
2.3.2保护操作者和有关人员安全的措施
操作者及机器邻近处人员的安全,可以通过采用下列措施来达到:
(1)通过培训来提高人们辨别危险的能力;
(2)通过对机器的重新设计,使危险更加醒目(或者使用警示标志);
(3)通过培训,提高避免伤害的能力;
(4)增强采取必要的行动来避免伤害的自觉性。
2.4安全设计
2.4.1本质安全
本质安全是通过机器的设计者,在设计阶段采取措施来消防机械危险的一种机械安全方法。这其中包括:在设计中消除危险的部件,使人们不能接触到危险的部件,减少在危险区域内处理工作的需求,提供自动反馈设备并使运动的部件处于密封状态之中等。
2.4.2控制装置的选择
在设计控制、选用控制开关及操作装置时,应遵守下面的要求:
(1)位置应该正确;
(2)类型要合适;
(3)消除无意启动的风险;
(4)方向合理(操作装置的运动方向与机器的运动相协调);
(5)可以根据运动的方向来加以识别;
(6)具有明显的识别特性(大小、颜色、感觉等)。
2.4.3失效安全
设计者应该保证当机器发生故障时不出危险。
这一类装置的例子中包括操作限制开关、限制不应该发生的冲击及运动的预设制动装置、设置把手和预防下落的装置、失效安全的限电开关等。
2.4.4维护及隔离方法
设计者应考虑到对机器进行维护和清理时的操作安全问题。在进行常规的调试、上油等工作时,机器的安全装置及其部件不应该被分离或拆除。为此,需要有隔离窗、连锁安全装置。应该对重要的设备设置维护窗口,而对危险的部件进行隔离。对于不易接近的部件,应该设计为自动润滑装置。为防止机器的无意启动,应设计有自动的断开装置。
在特殊情况下,需设置"工作许可制"。
2.4.5定位安全
把机器的部件安置到不可能触及的地点,称为通过定位达到安全。然而,设计者必须考虑到在正常情况下,不会触及到的危险部件;在某些情况下,会变成可以接触到的可能。例如,在登着梯子对工厂的机器上漆的情况。
2.4.6机器布置
在车间中,合理的机器布局形式可以使事故明显减少。安全的布避要考虑如下的因素:
(1)空间:便于操作、管理、维护、调试和清洁;
(2)照明:包括工作场所的通用照明(自然光及人工照明,但要防止眩目)和为操作机器而特需的照明;
(3)管、线布置:不要妨碍在机器附近的安全出入,避免磕绊,有足够的上部空间;
(4)维护时的出入安全。
2.5机械安全装置及机械伤害
2.5.1机械防护装置
在工作中,有许多严重的事故是在使用机器时发生的。当未能做到前面说过的本质安全时,机器的安全装置则成了最后的防护选择。一种特定的安全装置是否有效,取决于其设计,也取决于它与操作过程的关系和机器的用途。
2.5.2机械伤害
机器对人造成的直接伤害分为5类,一些机器可能造成多种伤害。这些伤害是:
(1)夹伤:人的身体及四肢在机器的闭合或往返运动中被夹住。在有些情况下,肢体被卷进闭合运动的部件中时,也会发生夹伤。例如,在使用抓夹工具不当时,会夹伤手指。
(2)撞伤:在受到机器的运动部件的撞击时,会造成伤害。
(3)接触伤害:当人体接触到机器的锋利的或锉状的表面时,会发生伤害。另外,接触高温或带电部件,也会造成伤害。
(4)卷动伤害:头发、耳环、衣物等卷入机器的运动部件造成伤害。
(5)射伤:在机器运转时,因机器部件或工件被抛出而造成的伤害。例如,碎条、细渣、熔滴或机器部件的碎片抛出造成的伤害。
2.6使用机器安全装置来消除危险的方法
在无法使用设计来做到本质安全时,为了消除危险,要使用安全装置。设置安全装置,要考虑四方面的因素:
(1)强度、刚度和耐久性;
(2)对机器可靠性的影响,例如固体的安全装置有可能使机器过热;
(3)可视性(从操作及安全的角度来看,有可能需要机器的危险部位有良好的可见性);
(4)对其他危险的控制,例如选择特殊的材料来控制噪声的总量。
2.7人机工程与机械安全装置的设计
设计安全装置时,要把人的因素考虑在内。疲劳是导致事故的一个重要因素,设计者要考虑下面的几个因素,使人的疲劳降低到最小的程度。
(1)正确地布置各种控制操作装置;
(2)正确地选择工作平台的位置及高度;
(3)提供座椅;
(4)出入作业地点要方便。
2.8机器安全装置的类型
机器安全装置可按控制方式或作用原理进行分类,常用的类型介绍如下。
2.8.1固定安全装置
在可能的情况下,应该通过设计,设置防止接触机器危险部件的固定的安全装置。装置应能自动地满足机器运行的环境及过程条件。装置的有效性取决于其固定的方法和开口的尺寸,以及在其开启后距危险点应有足够的距离。这些应由国家标准或规范来确定。安全装置应设计成只有用诸如杆锥、板手等专用工具才能拆卸。
2.8.2连锁安全装置
连锁安全装置的基本原理是,只有当安全装置关合时,机器才能运转,而只有当机器的危险部件停止运动时,安全装置才能开启。连锁安全装置可采取机械的、电气的、液压的、气动的或组合的形式。在设计连锁装置时,必须使其在发生任何故障时,都不使人暴露在危险之中。
2.8.3控制安全装置
如果机器的运动可以很迅速地停止,就可以使用控制装置。控制装置的原理是,只有当控制装置完全闭合时,机器才能开动。当操作者接通控制装置后,机器的运行程序才开始工作。如果控制装置断开,机器的运动就会迅速停止,或者反转。通常,在一个控制系统中,控制装置在机器运转时,不会锁定在闭合的状态。
2.8.4自动安全装置
自动安全装置的机制是,把任何暴露在危险中的人体部分从危险区域中移开。它仅能使用在有足够的时间来完成这样的动作而不会导致伤害的环境下,因此,仅限于在低速运动的机器上采用。
2.8.5隔离安全装置
隔离安全装置是一种阻止身体的任何部分靠近危险区域的设施,例如固定的转栏等。
2.8.6可调安全装置
在无法实现对危险区域进行隔离的情况下(在使用机器时,有可能不可避免地会遇到这种情况),可以使用可调安全装置(具有可以调节部分的固定安全装置)。这些安全装置可能起到的保护作用在很大程度上有赖于操作者的使用和对安全装置正确的调节以及合理的维护。
2.8.7自动调节安全装置
自动调节装置由工件的运动而自动开启,当操作完毕后又回到关闭的状态。
2.8.8跳闸安全装置
跳闸安全装置的作用是,在操作到危险点之前,自动使机器停止或反向运动。该类装置依赖于敏感的跳闸机构,同时也有赖于机器能够迅速停止(使用刹车装置可能做到这一点)。
2.8.9双手控制安全装置
这种装置迫使操纵者要用两只手来操纵控制器。但是,它仅能对操作者而不能对其他有可能靠近危险区域的人提供保护。因此,还要设置能为所有的人提供保护的安全装置,当使用这类装置时,其两个控制之间应有适当的距离,而机器也应当在两个控制开关都开启后才能运转,而且控制系统需要在机器的每次停止运转后,重新启动。
2.9安全防护装置的选择
固定安全装置所提供的保护标准最高。在机器正常运转时,不需要进入危险区域的情况下,只要有可能都应该使用这种安全装置。下面依次给出选择安全防护装置的原则,尽可能选用以下装置:
(1)在系统正常运转,不需要进入危险区域时:
①固定安全装置;
②隔离装置;
③跳闸装置。
(2)在系统正常运转,需要进入危险区域时:
①连锁装置;
②自动安全装置;
③跳闸装置;
④可调安全装置;
⑤自动调节安全装置;
⑥双手控制安全装置。
2.10复习要点
(1)安全性设计方法
机器会导致危险--夹伤、接触伤害以及非机械伤害(如噪声)。
使用如下方法设计,可以保障安全:
①本质安全;
②选择控制器;
③失效-安全;
④维护及隔离方法;
⑤定位安全;
⑥机器布置。
(2)与机器相关的5种危害
①夹伤;
②撞伤;
③触伤;
④缠绕;
⑤溅射。
(3)9种安全装置
①固定安全装置;
②连锁安全装置;
③控制安全装置;
④自动安全装置;
⑤隔离安全装置;
⑥可调安全装置;
⑦自动调节安全装置;
⑧跳闸安全装置;
⑨双手控制安全装置。
篇2:机械安全装置及机械伤害措施
1机械防护装置
在工作中,有许多严重的事故是在使用机器时发生的。当未能做到本质安全时,机器的安全装置则成了最后的防护选择。一种特定的安全装置是否有效,取决于其设计,也取决于它与操作过程的关系和机器的用途。
2机械伤害
机器对人造成的直接伤害分为5类,一些机器可能造成多种伤害。这些伤害是:
(1)夹伤:人的身体及四肢在机器的闭合或往返运动中被夹住。在有些情况下,肢体被卷进闭合运动的部件中时,也会发生夹伤。例如,在使用抓夹工具不当时,会夹伤手指。
(2)撞伤:在受到机器的运动部件的撞击时,会造成伤害。
(3)接触伤害:当人体接触到机器的锋利的或锉状的表面时,会发生伤害。另外,接触高温或带电部件,也会造成伤害。
(4)卷动伤害:头发、耳环、衣物等卷入机器的运动部件造成伤害。
(5)射伤:在机器运转时,因机器部件或工件被抛出而造成的伤害。例如,碎条、细渣、熔滴或机器部件的碎片抛出造成的伤害。
篇3:冲压机械安全防护装置
因为冲压机械有较大的危险性,为了最大限度地保护操作人员的人身安全,冲压机械使用了大量的安全防护装置,主要有以下几类:
1.安全电钮
为了避免伤害操作人员的手,而在压力机滑块到达下死点前100~200mm处(可以根据加工件的特征选择),操作人员必须按一次安全电钮,滑块才会继续下行,否则会自动停止。因为增加了一个操作动作,从而提醒和保护了操作人员。
2.双手操作式安全控制装置
操作者必须双手同时操作两个按钮或开关,冲压机滑块才会向下运行,如果放开了、任一按钮,滑块立即停止运行,从而保证了冲压机向下运行时,操作者的:双手不在危险区内。主要有双手按钮式装置和双手柄式安全装置两种。
3.手柄与脚踏板联锁结合装置
压力机开始工作时;只有先用手把手柄按下,使插在起动杆上的销子拔出来;脚:踏板才能踩下,这时起动装置才能结合,使压力机工作。这样就使操作人员的手在压力机滑块下降前自然离开危险区,避免了手在危险区时脚发生误动作而造成的伤害事故。
4.防打连车装置
肪止刚性离合器失灵后,如果操作人员的脚÷直踩着踏板上,压力机滑块连续运行而发生的伤人事故。这种装置只适用于装有刚性离合器的压力机。
5.防护罩和防护栅栏
用防护罩和栅栏把危险区隔离保护起来,操作人员的身体就进不了危险区,从而避免事故的发生。
6.拉手式安全装置
通过在操作者手腕上带上用尼龙等材料制成的手腕扣,手腕扣通过拉手绳索和连杆机构与压力机滑块联动,当滑块下行时,能把操作者的手从危险区拉出来,从而避免伤手事故的发生。
7.摆杆式拔手装置
在滑块下行时,一个与滑块联动的橡皮杆子会把操作人员的手强制性拨出危险区的安全装置。
8.推手式安全装置
在模区前方安装推手板,操作时推手板往复摆动;可自动将人手推出模区,以保证操作人员的安全
9.光电式或红外线安全装置
在危险区安装光电或红外线发射和接收装置,当人手进入危险区时,会把光线挡住,安全装置立即制动,停止滑块韵下行,保证人手的安全。
10.其他安全防护装置
包括电容式、电视式、感应式、气幕式、触杆式以及急停安全装置等,所有这些安全装置的原理都是在压力机滑块下行时,当操作者的手在危险区时,立即停止滑块的运动,从而保护人手的安全。
篇4:堆垛机机械安全检测装置措施
有轨巷道堆垛起重机的机械安全保护装置关系到人员、设备以及货物的安全,因此《JB5319.2有轨巷道堆垛起重机安全规范》针对保护装置做出了明确规定:有轨行道堆垛机起重机应具备限速防坠装置、过载保护装置、松绳保护装置、货叉伸缩机构的安全保护。
在使用中,堆垛机不仅要按照上述彪悍尊要求具有晚上的安全保护装置,同时,该装置还必须通过检测验证,确认合格。由此看来,检测试验是堆垛机生产中不可缺少的工艺过程。
防坠机构可靠性检测
1技术背景
堆垛机限速防坠装置,松绳保护装置可通过防坠试验得到验证,《JB5319.2有轨巷道堆垛起重机安全规范》第4.2.7.2.1b条要求,测试时“用千斤顶顶起载货台,放松起升钢丝绳,然后取掉千斤顶。”此项规定可操作性差,而且下落行程不足,也非严格意义上的自由下落。
有些厂家采用以下操作方法:用杆状物支撑载货台,松开钢丝绳,人工敲击支杆,支杆倾斜,载货台下坠,完成试验。此方法原始简陋,操作危险,同时侧向力影响试验效果。由于检测方法不理想,堆垛机的运行安全埋藏这隐患。
2新方法与新装置
本文推荐一种新的检测方法及装置:载货台下坠测试装置,既安全可靠,操作也比较简单,可完全按照标准要求实施检测。
操作方法为:将测试装置支于载货台下,通过上下支杆通过转轴双向折叠倾斜。由于支杆双向折叠,载货台获得等效自由下落运动,因此防坠装置功能得到检测(参见图1、图2)。此装置运用死点自锁原理支撑载货台,通过脱离死点,实现与载货台的瞬间脱离,从而使载货台霍地等效自由下落运动。该结构也可在底部安装直线电机,通过直线电机和绳索,转动铰点,实现自动操作。对于钳口式捕捉器,在制动过程中,往往会严重损伤导轨,可采取一些工艺措施,如在导轨与钳口之间夹垫软金属薄片予以保护,而并不影响测试效果。
3制动功能探讨
与车辆制动的概念有所区别,堆垛机的制动主要是防坠。堆垛机过于急速制动必然带来机械构件的损伤甚至失效,因此缓慢制动更安全,更有利于设备的保护。
目前普遍采用的防坠装置结构繁杂,应更新改进:
(1)简化结构,采用集成化设计;
(2)制动方式上采用滚轮构件,避免损伤导轨;
(3)制动过程中可逐渐加力,实现匀减速制动
货叉伸缩机构可靠性检测
1技术背景
货叉伸缩机构的安全保护,不仅关系到存取货物的准确定位,而且可防止超程超力对货叉机构、货物、货架的顶撞损伤。货叉伸缩机构的安全保护一般采用离合器,离合器扭矩的调整确定是安全保护可靠性的关键。
在《JB5319.2有轨巷道堆垛起重机安全规范》中,对此项检测无量化规定,也无具体检测方法要求。由于无量化规范,保护器力矩无法准确确定。堆垛机制造厂家通常采取人力推档等不规范模糊检测,或者干脆不做检测,致使货叉伸缩机构的安全保护成为虚设。
2新方法与新装置
本文推荐一种活茬伸缩机构安全保护测试装置,具有检测、显示数据功能(如图3所示)。
篇5:机械安全防护装置一般要求
在人和危险之间的构成安全保护屏障,是安全防护装置的基本安全功能。为此,安全防护装置必须满足与其保护功能向适应的安全技术要求。基本要求如下:
1、结构形式和布局设计合理,具有切实的保护功能,确保人体的不受到伤害。
2、结构应坚固耐用,不易损坏;结构件无松脱、裂损、变形、腐蚀等危险隐患。
3、不应成为新的危险源,不增加任何附件危险。可能与使用者接触的部分不应产生对人员的伤害或阻滞(如避免尖棱利角、加工毛刺、粗糙的边缘等),并应提供放滑措施。
4、不应出现漏保护区,安装可靠,不易拆卸(或非专用工具不能拆除);不易被旁路或避开。
5、满足安全距离的要求,使人体各部位(特别是手或脚)无法逾越接触危险,同时防止挤压或剪切。
6、对机械使用期间各种模式的操作产生的干扰最小,不因采用安全保护装置增加操作难度或强度,实现障碍最小。
7、不应影响极其的使用功能,不得与机械的任何正常可动零部件产生运动抵触。
8、便于检查和修理。
在设计安全防护装置时,必须保证装置的可靠性,其功能除了能防止机械危险外,还应能防止由机械产生的其他各种非机械危险;安全防护装置应与机械的工作环境相适应而不易损坏。