Требования безопасности станочного оборудования

Основными требованиями безопасности, предъявляе­мыми к конструкции машин и механизмов, являются: безопас­ность для здоровья и жизни человека, надежность, удобство эксплуатации. Общие требования безопасности к производствен­ному оборудованию установлены ГОСТ 12.2.003—74*. Их вы­полнение делает машины и механизмы безопасными не только при эксплуатации, но и при монтаже, ремонте, транспортировании и хранении. Согласно этому стандарту безопасность производ­ственного оборудования должна  обеспечиваться:

выбором принципов действия, конструктивных схем, безопас­ных элементов конструкции и т. п.;

применением в конструкции средств механизации, автомати­зации и дистанционного управления;

применением в конструкции средств защиты;

выполнением эргономических требований;

включением требований безопасности в техническую доку­ментацию по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортирова­нию и хранению;

применением в конструкции соответствующих материалов.

Выполнение указанных требований в полном объеме возможно лишь в том случае, когда их учет производится на этапе проекти­рования. Поэтому у нас в стране принят соответствующий порядок постановки продукции на производство, в соответствии с которым во всех видах проектной документации должны быть предусмо­трены требования безопасности. Они содержатся в специальном разделе технического задания, технических условий и стандартов на выпускаемое оборудование (ГОСТ 15.001—88).

Выбор принципа действия машины должен производиться с учетом потенциально возможных опасных и вредных факторов. При повышенной опасности поражения электрическим током сле­дует отдать предпочтение устройствам с гидро- или пневмопри­водом, при высоких уровнях шума — редукторам, где исполь­зуются специальные зубчатые зацепления с пониженным шумообразованием, при высоких уровнях вибраций — механизмам с равномерно вращающимися элементами (вместо кривошипное шатунных и кулачковых) и т. д.

При выборе конструктивного решения и отдельных систем оборудования необходимо учитывать следующие требования. Все движущиеся части оборудования по возможности заключают в корпуса (станины), которые должны быть компактны, иметь минимум острых кромок и граней, а также выступающих частей.

Внешние контуры защитных устройств должны вписываться в контуры основного оборудования. Нужно стараться, чтобы эти защитные устройства позволяли решать несколько задач одно­временно и по возможности конструктивно совмещались с маши­нами и агрегатами, являясь их составной частью. Так, корпуса машин и механизмов, станины станков должны обеспечивать не только ограждение последних, но и способствовать снижению уровня их шума и вибрации. Ограждение абразивного круга заточного станка должно конструктивно совмещаться с системой местной вытяжной вентиляции.

В оборудовании не должны использоваться системы и эле­менты, являющиеся источником опасных и вредных факторов, а при необходимости'их применения должны предусматриваться соответствующие средства защиты.

Электропривод при наличии его в агрегате должен выпол­няться с учетом «Правил устройства электрических установок». При использовании рабочих тел, работающих под давлением, не равном атмосферному, должны соблюдаться «Правила устрой­ства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Госгортехнадзора. Для безопасного подъема и пере­движения узлов и агрегатов при монтаже, демонтаже и ремонте отдельные крупногабаритные части машин должны иметь специ­альные устройства (петли, лапы и др.), которые располагают с учетом положения центра масс груза.

При выборе элементов, работающих под нагрузкой, важным является учет их надежности и жесткости.

Надежность машин и механизмов определяется вероятностью их отказа, в результате которого наступает прекращение их функционирования, не предусмотренное регламентированными условиями производства или конструкторской документацией. Такого рода нарушения могут явиться причиной аварий, травм. Конструкционная прочность машин и агрегатов определяется прочностными характеристиками как материала конструкции, так и его крепежных соединений (сварные швы, заклепки, штифты, шпонки, резьбовые соединения), а также условиями их эксплуа­тации (наличие смазочного материала, коррозия под действием окружающей среды, наличие чрезмерного износа и т. д.).

На этапе проектирования все указанные устройства и узлы рассчитывают на прочность с учетом их жесткости и вида воздей­ствующих нагрузок (статические, динамические). При этом боль­шую роль играет правильный выбор запаса прочности. Его значения зависят от условий эксплуатации, наличия при работе ма­шин усталостных напряжений и ряда других факторов.

Надежность во многом определяется герметичностью входящих в оборудование систем, работающих под давлением, например устройств для крепления заготовок станков. Меры по обеспече­нию герметичности подробно рассмотрены в п. 2.4.

Выбор конструкционных материалов машин и механизмов также производится с учетом потенциально возможных опасных и вредных факторов. В оборудовании для производств, где воз­можно образование взрывоопасных сред, не должны использо­ваться искрящие материалы. Обычные конструкционные мате­риалы не должны использоваться в установках, работающих под давлением, на агрессивных рабочих телах или в условиях особо низких температур. Выбор в качестве конструкционных > пожароопасных материалов (например, магния) создает большие сложности на этапе как эксплуатации, так и изготовления обо­рудования.

Применение в конструкциях машин средств механизации и автоматизации управления позволяет резко снизить травма­тизм. Широкое применение в машиностроении получили станки с числовым программным управлением (ЧПУ), где человек выпол­няет лишь функции наладчика или ремонтника. На деревообраба­тывающем оборудовании все в больших масштабах применяются автоматические системы подачи заготовок с помощью автоподат-чиков. В кузнечно-прессовом оборудовании кроме такого рода систем используют специальные механизированные устройства (манипуляторы) для удаления отштампованных деталей из ма­трицы штампа.

Применение в конструкции машин средств защиты — одно из основных в настоящее время направлений по обеспечению без­опасности оборудования. В нем используют ограждающие, предо­хранительные и тормозные средства защиты, средства автомати­ческого контроля и сигнализации, а также знаки безопасности и дистанционное управление.

Общими требованиями, предъявляемыми к средствам защиты, являются: исключение вероятности воздействия опасных и сни­жение воздействия вредных производственных факторов на работающих, учет индивидуальных особенностей оборудования, инструмента, приспособлений или технологических процессов, для которых они предназначены; надежность, прочность, улс.С-ство обслуживания машин и механизмов в целом, включая сред­ства защиты.

Рассмотрим отдельные виды средств защиты более подробно.

Оградительные устройства — класс средств защиты, препят­ствующих попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов, зоны обработки заготовок на станках, прессах, штам­пах, оголенных токоведущих частей, зон интенсивных излучений (тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредностей, загрязняющих воздушную среду, и т. п. Ограждают также рабочие зоны, расположенные на высоте (леса и т. п.). Конструктивные решения оградительных устройств весьма мно­гообразны. 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, классифицирующим средства защиты от ме­ханического травмирования, оградительные устройства подраз­деляют: по конструктивному исполнению — на кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу их изго­товления — на сплошные, несплошные (перфорированные, сет­чатые, решетчатые) и комбинированные; по способу их установ­ки — на стационарные и передвижные.

Стационарные ограждения лишь периодически демонтируют для выполнения вспомогательных операций (смена рабочего инструмента, смазывание, проведение контрольных измерений деталей и т. п.). Их выполняют так, чтобы они пропускали обра­батываемую деталь, но препятствовали бы прохождению рук работающего в технологический проем. Такое ограждение может быть полным, когда локализуется опасная зона вместе с самой машиной, или частичным, когда изолируется только опасная зона машины. Примерами поллого ограждения являются огра­ждения распределительных устройств электрооборудования, ко­жуха галтовочных барабанов, корпуса электродвигателей, насо­сов и т, п. (рис. 2.15, а), частичного — ограждение фрез (рис. 2.15, б) или рабочей зоны станка (рис. 2.15, б).

Возможно применение подвижного (съемного) ограждения, которое представляет собой устройство, сблокированное с рабо­чими органами механизма или машины, вследствие чего оно за

крьтает доступ в рабочую зону при наступлении опасного мо­мента. В остальное время доступ в указанную зону открыт. Осо­бенно широкое распространение получили такие оградительные устройства в станкостроении (например, в станках с ЧПУ 652 ОФЗ-36).

Переносные ограждения являются временными. Их исполь­зуют при ремонтных и наладочных работах для защиты от слу­чайных прикосновений к токоведущим частям, а также от меха­нических травм и ожогов. Кроме того, их применяют на постоян­ных рабочих местах сварщиков для защиты окружающих от воз­действия электрической дуги и ультрафиолетовых излучений (сварочные посты). Выполняются они чаще всего в виде щитов высотой 1,7 м.

Конструкция и материал ограждающих устройств опреде­ляются особенностями оборудования и технологического процесса в целом. Ограждения выполняют в виде сварных и литых кожу­хов, решеток, сеток на жестком каркасе, а также в виде жестких сплошных щитов (щитков, экранов).

Размеры ячеек в сетчатом и решетчатом ограждении опреде­ляются в соответствии ГОСТ 12.2.062—81*. Величины безопас­ного расстояния от движущихся деталей до поверхности огражде­ния следующие:

Наибольший диаметр окружности, '

вписанной в отверстие решетки                             Безопасное

(сетки), мм                                                                      расстояние, им

До 8                                                                                       Не менее 15

Св. 8 до 10                                                     Св. 15 до 35

Св. 10 до 25   -.                                              Св. 35 до 120

Св. 25 до 40.•                                              Св. 120 до 200

В качестве материала ограждений используют металлы, пласт­массы, дерево. При необходимости наблюдения за рабочей зоной, кроме' сеток и решеток, применяют сплошные оградительные устройства из прозрачных материалов (оргстекла, триплекса и т. д.).

Чтобы выдерживать нагрузки от отлетающих при обработке частиц и случайные воздействия обслуживающего персонала, ограждения должны быть достаточно прочными и хорошо кре­питься к фундаменту или частям машины. При расчете на проч­ность ограждений машин и агрегатов для обработки металлов и дерева необходимо учитывать возможность вылета и удара об ограждение обрабатываемых заготовок.

Расчет ограждений типа экранов, предназначенных для за­щиты от тепловых, электромагнитных, ионизирующих излучений, а также от звуковых и ультразвуковых колебаний, ведется по специальным методикам. Основой расчета является обеспечение ослабления излучений до допустимых соответствующими сани­тарными нормами пределов (см. гл. 3).какого-либо параметра, характе­ризующего режим работы оборудо­вания, за пределы допустимых зна­чений. Таким образом, при ава­рийных режимах (увеличение дав­ления, температуры, рабочих ско­ростей, силы тока, крутящих мо­ментов и т. и.) исключается воз­можность взрывов, поломок, вос­пламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125—83 предохранительные устройства по характеру действия подразделяют на блокировочные и ограничительные.

Блокировочные устройства по принципу действия подразде­ляют на механические, электронные, электрические, электро­магнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнит­ные и комбинированные.

Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы.

Блокировочные устройства препятствуют проникновению чело­века в опасную зону либо на время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор.

Особенно большое значение этот вид средств защиты Имеет на рабочих местах агрегатов и машин, не имеющих ограждений, а также там, где работа может вестись при снятом или открытом

ограждении.

Механическая блокировка представляет собой систему, обес­печивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) устройстве. Например, для снятия ограждения 1 кривошипно-шатунного механизма (рис. 2.16) необходимо затормозить и пол­ностью остановить привод механизма. Это осуществляется отклю­чением электродвигателя или переводом ремня с рабочего на хо­лостой шкив. При этом рычаг 2 тормоза дает возможность запор­ной планке 3 выйти из направляющего канала 4. При снятом ограждении агрегат невозможно растормозить, а следовательно, и пустить его ход. По этому принципу блокируются двери в по­мещениях испытательных стендов, а также другие особо опасные помещения, где пребывание людей во время работы оборудова­ния запрещено.

Электрическая блокировка применяется на электроустановках с напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Она обеспе­чивает включение оборудования только при наличии ограждения. При осуществлении электрической блокировки в ограждение датчиков является единственным средством для обеспечения тре­буемых условий безопасности. Не менее важны высокая стабиль­ность и большой срок службы источников излучения, в качестве которых используют изотопы, способные работать без замены де­сятки лет. Кроме того, изотопы не требуют никакого ухода и не меняют своих свойств при изменении внешних условий.

Пневматическая система блокировки широко применяется в агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давле­нием: турбинах, компрессорах, воздуходувках и т. п. Ее основ­ным преимуществом* является малая инерционность. На рис. 2.20 приведена принципиальная схема пневматической блокировки.. Аналогична по принципу действия гидравлическая блокировка.

Примерами ограничительных устройств являются элементы механизмов и машин, рассчитанные на разрушение (или несраба­тывание) при перегрузках. К слабым звеньям таких устройств относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал махови­ком, шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движения при больших крутящих моментах; плавкие предохра­нители в электроустановках; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением и т. п.,

Слабые звенья делятся на две основные группы: звенья с авто­матическим восстановлением кинематической цепи после того, как контролируемый параметр пришел в норму (например, муфты трения), и звенья с восстановлением кинематической цепи путем замены слабого зве.на (например, штифты и шпонки).

Срабатывание слабого звена приводит к останову машины на аварийных режимах, что позволяет исключить поломки, раз­рушения и, следовательно, травматизм.

Из других ограничительных средств защиты отметим предохра­нительные клапаны и затворы, используемые в установках, рабо­тающих   под давлением (см. п. 2.2).

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 большинстве видов производственного оборудования ма­шиностроительных заводов используют колодочные и дисковые тормоза (рис. 2.21). Конические (конусные) тормоза находят В соответствии с ГОСТ 12.2.009—80* на металлорежущих станках для сигнализации должны применяться светофильтры сле­дующих цветов:

красный цвет — запрещающий, сигнализирует о необходимо­сти немедленного вмешательства, указывает устройство, которое прервало процесс;

желтый цвет — предупреждающий, указывает на приближе­ние одного кз параметров (тока, температуры и т. п.) к предель­ным значениям либо на предстоящий переход на автоматический режим работы;

зеленый цвет — извещающий, свидетельствует о нормальном режиме работы;

синий цвет — сигнализирующий, используется для элементов производственной технической информации;

белый (молочный) цвет или бесцветный прозрачный светофильтр указывает на наличие напряжения и т. п.

Монтаж электрооборудования станков выполняют проводами, имеющими изоляцию следующих цветов:

силовые цепи — черный (темно-коричневый);

цепи управления, сигнализации, измерения и местного осве­щения переменного тока — красный (оранжевый, розовый);

цепи управления, сигнализации, измерения и местного осве­щения постоянного тока — синий (фиолетовый);

цепи заземления—двухцветный зелено-желтый (зеленый);

цепи, соединенные с нулевым проводом — голубой (серый, белый).

В поточных и автоматизированных линиях красные сигналь­ные лампы устанавливают на машинах и установках, которые не контролируются обслуживающим персоналом. Зеленые сигналь­ные лампы должны включаться на временно не работающем обо­рудовании.

Информативную сигнализацию используют также для согла­сования действий работающих, в частности, крановщиков и стро­пальщиков. Такая же сигнализация применяется в шумных производствах, где нарушена речевая связь.

Подвидом информативной сигнализации являются всякого рода схемы, указатели, надписи. Последние могут пояснять на­значение отдельных конструктивных элементов машин и меха­низмов либо указывать величину допустимой нагрузки (например, скорость ветра, выше которой работа грузоподъемного крана вне производственного помещения не допускается). Как правило, надписи делают непосредственно на оборудовании либо непосред­ственно в зоне его обслуживания на специальных табло.

Устройства предупредительной сигнализации предназначены для предупреждения о возникновении опасности. Чаще всего в них используют световые и звуковые сигналы, поступающие от различных приборов, регистрирующих ход технологического процесса, в том числе уровень опасных и вредных факторов.

Большое применение находит предупреждающая сигнализа­ция, опережающая включение оборудования или подачу высокого напряжения. Она предусматривается в производствах, где перед началом работы в опасной зоне могут находиться люди (участки испытания двигателей, автоматические линии сборочных цехов, ли/ейные цеха и т. д.). К предупреждающей сигнализации отно­сятся указатели и плакаты «Не включать — работают люди», «Не входить», «Не открывать — высокое напряжение» и др.

Указатели желательно выполнять в виде световых табло с переменной по времени (мигающей) подсветкой.

Подвидом предупредительной сигнализации является сигналь­ная окраска. Травмоопасные элементы оборудования выделяют чередующимися (под углом 45° к горизонтали) полосами жел­того и черного цвета. На станках в красный цвет окрашивают обратные стороны дверец ниш для электрооборудования, а также поверхности схода стружки.

Сигнальная окраска, как и окраска установок и систем, рабо­тающих под давлением, является примером цветовой сигнализа­ции. В световой сигнализации используют источники света, в зву­ковой — сирены и звонки (например, в мостовых кранах цехов машиностроительных заводов). Знаковую сигнализацию приме­няют, в частности, для увязки действий крановщиков и стропаль­щиков. При комбинированной сигнализации используют отдель­ные сочетания перечисленных систем.

Знаки безопасности установлены ГОСТ 12.4.026—76*. Они могут быть запрещающими, предупреждающими, предписыва­ющими и указательными и отличаются друг от друга формой и цветом. В производственном оборудовании применяют предупре­дительные знаки, представляющие собой желтый треугольник с черной полосой по периметру, внутри которого располагается какой-либо символ (черного цвета). Например, при электриче­ской опасности это знак молнии, при прочих опасностях — вос­клицательный знак.

Устройства дистанционного управления оборудованием позво­ляют осуществлять контроль и регулирование его работы с участ­ков, достаточно удаленных от опасной зоны, и тем самым решать проблему обеспечения безопасности труда.

Устройства дистанционного управления подразделяют: по конструктивному исполнению — на стационарные и передвиж­ные; но принципу действия — на механические, электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

Выполнение эргономических требований способствует обеспе­чению удобства эксплуатации, а следовательно, снижению утом­ляемости и травматизма. Основными эргономическими требова­ниями к производственному оборудованию является учет физиче­ских возможностей человека и его антропометрических данных (рост, длина рук), а также создание максимальных удобств для работы с органами управления.

Органы управления производственным оборудованием должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.064 — 81. Они должны располагаться на такой высоте, а при встроенных в машины рабочих местах на таком расстоянии от них,-чтобы исключалась неудобная поза обслуживающего их персонала. Все виды органов управления должны быть хорошо различимы. Стандартами на отдельные виды производственного оборудования ограничиваются величины усилий, которые необходимы для нажатия педалей и рычагов, поворота маховиков, переключателей и выключателей систем управления, а также для снятия или открывания разного рода устройств. Так, на металлорежущих станках в соответствии с ГОСТ 12.2.009 — 80* усилия на рукоятках и рычагах (махович­ках) органов управления при постоянном ручном управлении не должны превышать 40 Н, для фрикционных муфт в начале и конце перемещения— 80 Н. Требуемое усилие рывка для раз­личных по назначению зажимных рычагов и рукояток в моменты конца зажима или начала разжима не должно превышать 500 Н. Защитные устройства, снимаемые при смене деталей и инстру­мента, при подналадке станка и в других случаях, должны иметь массу не более 6 кг и крепление, не требующее применения клю­чей и отверток. Защитные устройства открывающегося типа долж­ны при установившемся движении перемещаться с усилием не больше 40 Н.

Форма рукояток управления, профиль сечения штурвалов должны быть удобны для охвата и учитывать усилия, необходи­мые для их перемещения. Кнопки, клавиши и педали управления должны профилироваться с учетом антропометрических характе­ристик соответственно пальцев рук и подошв ног. Сечение руко­ятки рычагов для точного регулирования, перемещаемых всей рукой, должно иметь форму овала, а в остальных случаях око может иметь форму круга. Форма приводного элемента выключа­телей и переключателей типа «тумблер» должна быть цилиндри­ческой, конусообразной или в виде параллелепипеда. При пере­воде приводного элемента из одной позиции в другую должен ощущаться перепад упругого сопротивления и должен быть слы­шен характерный щелчок.

Требования безопасности введены в техническую документа­цию по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортированию и хранению производственного оборудования. Включение ука­занных требований в ремонтную документацию стандартизовано ГОСТ 2.602 — 68*. в эксплуатационную— ГОСТ 2.601 — 68*. Тре­бования безопасности при эксплуатации производственного обо­рудования подробно рассмотрены дальше

 

44. Требования безопасности при эксплуатации технологического оборудования

Металлообрабатывающее оборудование должно соответствовать требованиям межотраслевых правил по ОТ при холодной обработке металлов, утвержд. Мин. Промышленности РБ и мин. Труда и соц. Защиты

Стационарные, переносные станки должны приводится в действие и обслуживаться лицами, за которыми они закреплены. Включать станки и работать на них другим лицам запрещено. У каждого станка должна быть вывешена табличка с указанием лица, ответственного за его эксплуатацию.

Станок должен отключаться в следующих случаях:

1. при смене рабочего инструмента

2. при установке, закреплении, снятии обрабатываемой детали

3. при ремонте, чистке, смазке

Станки должны снабжаться удобными в эксплуатации предохранительными приспособлениями, с прочными прозрачными экранами для защиты глаз от стружки, частиц металла. При этом эти приспособления должны блокироваться спусковым устройством станка и конструктивно выполняться таким образом, чтобы обеспечить их быструю, удобную установку в удобное положение.

При технической невозможности применять технические приспособления необходимо использовать защитные очки или щитки.

Передачи (ременные, цепные, зубчатые), расположенные вне корпуса станка и представляющие собой опасность для работающего, должны иметь защитное ограждение с устройством для быстрого и безопасного их снятия, перемещения, установки.

Требования безопасности при организации работы производственного оборудования.

Организационные требования:

- установление и соблюдение порядка ввода в эксплуатацию вновь установленного и капитально отремонтированного оборудования;
- закрепление ответственных лиц за исправное состояние и безопасную эксплуатацию; обучение работающих;

- проверка знаний и инструктажи работающих по вопросам охраны труда;

- применение средств индивидуальной защиты;

- обеспечение контроля за безопасностью оборудования и соблюдением работающими требований охраны труда и др.;

Технические требования:

- проведение регламентно-профилактического обслуживания и ремонта оборудования;
- обеспечение исправного состояния вспомогательных устройств, приспособлений и инструмента;
- правильный выбор оборудования для выполнения соответствующей операции;
- соблюдение требований технологической документации и др.