13.3. Классификация коллективных средств защиты

Пространство, в котором действуют опасные и вредные факторы, является опасной зоной. На рис. 13.3 стрелками показаны опасные зоны некоторых станков и технологических процессов.

Опасная зона может создаваться вращающимися механизмами как внутри, так и снаружи машины. Она может быть постоянной и изменяю­щейся. В первом случае опасная зона находится между сходящимися вальцами, между набегающей ветвью ремня и шкивом, между пуансоном и матрицей и т.п.; во втором образуется при точении, растачивании, фрезеровании, шлифовании, сварке и т.п. Безопасность работы на обо­рудовании обеспечивается применением средств защиты.

На рис. 13.4 приведена схема классификации коллективных средств защиты от опасных факторов, а также описание типичных конструктив­ных решений и принцип их действия.

Ограждающие средства защиты предназначены для предотвращения появления человека и попадания внешних предметов в опасную зону. Для этого используются три вида ограждений.

Стационарные (люки, задвижки, крышки), которыми пользуются во время ремонта, контроля и регулирования станков и оборудования.

Полуподвижные устройства. Они ограждают опасную зону во вре­мя обработки детали и снабжаются блокировкой, исключающей включение станка или машины в случае непостановки ограждения в рабочее поло­жение.

Переносные оградительные устройства используются на ремонтных работах, например, сварочных работах, когда светонепроницаемые щи­ты ставят для защиты от воздействия лучистой энергии электрической дуги других рабочих цеха.

В конструктивном решении ограждения выполняются четырех видов: сплошные, решетчатые, сетчатые и комбинированные.

Сплошные ограждения применяются в том случае, когда в опасную зону недопустимо проникновение человека и внешних случайных предме­тов: инструмента, отходов производства и пр. Они изготавливаются в виде литых или сварных кожухов. На рис. 13.5 изображен кожух, за­крывающий опасную зону вращающегося диска авиационной турбины при динамической балансировке.

Решетчатые ограждения предназначены для предотвращения попада­ния в опасную зону человека и различных крупных предметов. Ременные и клиноременные передачи ограждаются решетчатыми ограждениями, выпол­ненными из стального полосового, профильного или круглого проката. Конструкция ограждения должна выдерживать массу падающего человека. На Рис. 13.6 изображено решетчатое ограждение. Оно защищает опасную зону пресса.

Для ограждения рабочих мест слесарей и лекальщиков применяются металлические сетки с размерами ячейки меньше стружки или осколка металла, образующихся в процессе обработки детали.

Экраны - это полуподвижные или переносные сплошные, сетчатые прозрачные щиты. Последние позволяют наблюдать за технологическим процессом. Полуподвижные экраны снабжаются блокирующими устройства­ми, препятствующими включению станка, если экран находится не в ра­бочем положении.

Комбинированные ограждения в зависимости от конструктивных особенностей оборудования и назначения их могут сочетать вышепере­численные виды ограждений.

Движущиеся в рабочей зоне части машины обычно ограждаются толь­ко частично, так как эта зона должна оставаться доступной для налад­ки инструмента, крепления заготовки, наблюдения за обработкой, съема готовой продукции.

Ходовые и передаточные валики токарных, револьверных и других станков, в особенности валики с выступающими частями и шпоночными канавками, за которые может зацепиться одежда работающих, должны иметь ограждения. На рис. 13.7 показано телескопическое ограждение ходового валика токарного станка. Ограждение состоит из ряда вхо­дящих друг в друга металлических трубок, связанных подвижно.

Левое звено 1 крепится к корпусу коробки передач, а правое 2 - к фартуку суппорта. Иногда ограждения делают не из сплошных трубок, а из полуцилиндров. Телескопическими трубами можно ограждать одно­временно ходовой валик и ходовой винт токарных станков. Вращающийся шпиндель сверлильных станков также ограждается телескопической труб­кой.

Для ограждения зоны резания на токарных станках может служить комбинированный защитный экран рис. 13.8. Этот экран ограждает зону резания спереди и сверху, обеспечивая безопасное наблюдение за про­цессом обработки. Защитный экран состоит из двух основных частей - неподвижной стойки 1 и подвижного экрана 5. Неподвижная стойка с на­правляющей 2, расположенной под станком за линией центров, закрепле­на на заднем крыле каретки суппорта. Сзади стойка закрыта мелкой металлической сеткой 4.

Подвижный экран состоит из каретки 3 и рамки (нависающей над верхней и передней частью суппорта), в которую вставлено специальное стекло. Вследствие шарнирного сочленения каретки с направляющей экран можно не только перемещать вдоль линии центров, но и откидывать назад за линию центров.

Для обработки пруткового материала на револьверных станках и станках-автоматах быстрое вращение выступающих из передней бабки концов прутка создает опасность для работающих, поэтому прутки не­обходимо ограждать. Если диаметр прутка не более 50 мм, то их можно заключать в неподвижные трубки, если сверх. 50 мм, то закрывать металлическими кожухами.

На карусельных станках необходимо предусматривать ограждение планшайбы в виде щитка, так как рабочего может ранить вращающаяся деталь, а также прижимные приспособления.

Блокирующие устройства останавливают работу оборудования или технологический процесс в случае проникновения человека или посто­роннего предмета в опасную зону или нарушения технологического про­цесса. По принципу действия блокировочные устройства делятся на ме­ханические, электрические, электромагнитные, пневматические, радиа­ционные и комбинированные.

Механическая блокировка представляет собой кинетическую систе­му ограждения пусковых и тормозных систем, препятствующих попаданию человека в опасную зону.

В механической блокировке, показанной на рис. 13.6, две разд­вижные решетки 1 ограждают опасную зону штампа. Рычаг 2 прикреплен к правой откидной решетке и вертикальной стойке 3, сопряженной с педалью. Пока решетки не закрыты, рычаги 3 и 4 не позволяют опустить педаль 5.

Электрическая блокировка представляет собой систему двух последо­вательно соединенных кнопочных пусковых устройств. Включение обору­дования только двумя руками исключает попадание их в опасную зону.

Для защиты опасных зон на штампах применяют фотоэлектронику. На рис. 13.9 приведена схема фотоэлементной защиты от травмирования рук при работе на прессе. Сущность защиты сводится к следующему. В коробке помещен трансформатор I. Ток от осветительной сети через трансформатор направляется к светильнику 6 с двумя линзами 5, который помещен в кожухах 7. С противоположной стороны от светильника в ко­жухе 3 установлен фотоэлемент 2 с двумя линзами 4. Фотоэлемент и светильник закреплены на выдвижных стойках, основания которых заде­ланы в фундамент пресса. На полу около пусковой педали установлен стопорный электромагнит II. Луч света от светильника ограждает опас­ную зону и падает на фотоэлемент. В электроцепь фотоэлемента включен электромагнит II. Сердечник электромагнита 9 втянут, педаль 10 сво­бодно опускается, приводя пресс в действие. При случайном попадании рук рабочего в опасную зону луч света прерывается, фотоэлемент пе­рестает вырабатывать электроток, вследствие чего электроцепь с элек­тромагнитом обесточиваются, сердечник электромагнита под действием пружины выдвигает стопор 9, который поднимает педаль и, таким обра­зом, выключает станок.

Для защиты рук рабочего используется также направленный специ­альным устройством луч электромагнитных волн сантиметрового диапа­зона, который ограждает опасную зону. Действие этого устройства за­ключается в следующем: когда на пути луча электромагнитных волн нет преград, в приемной антенне возбуждается некоторое напряжение, кото­рое после усиления держит реле включенным, и пресс может работать. В случае, если рука человека пересечет электромагнитное поле и пре­градит таким образом путь электромагнитной энергии, напряжение в при­емной антенне снизится, в результате чего контакты разомкнутся и ползун пресса остановится.

Устройство такого типа по сравнению с фотоэлементным имеет то преимущество, что его работа не зависит от влияния внешней среды (освещенность, запыленность или загазованность воздуха).

В радиационной блокировке используются радиоактивные элементы. Их помещают в свинцовый корпус датчика, защищающий от облучения ру­ки работающего. Датчик браслетом крепится на руке. Контролирующее устройство отключает оборудование в случае попадания руки с брасле­том в опасную зону.

Пневмогидравлическая блокировка служит для отключения оборудо­вания в случае падения давления ниже допустимого уровня в системах различных энергоносителей. Чувствительным элементом датчиков давления чаще всего бывают поршневые пары, рис. 13.10. Из магистрали энерго­носителя 5 давление подается в цилиндр 6, давление газа поршнем 1 сжимает пружину 4 и штоком 2 соединяет контакты включения 3. В слу­чае падения давления меньше чем 0,9 от давления номинального пружи­на перемещает поршень вверх и размыкает контакты, отключающие работу оборудования.

Органы управления оборудованием обеспечивают безопасность рабо­ты на оборудовании, что в значительной мере зависит от размещения и удобства эксплуатации органов управления. Органы управления станка­ми или технологическими процессами, независимо от их размеров и кон­структивных особенностей, должны обеспечивать надежный быстрый пуск и остановку станка. Они размещаются на рабочем месте с учетом антро­пометрических особенностей человека. Рациональное размещение исклю­чает лишние и трудные движения, а также случайное воздействие на органы управления.

Органы управления бывают ручные и дистанционные. В ручных орга­нах управления используются рычаги, рукоятки, педали, штурвалы, вен­тили и др. элементы. В дистанционных используются механические устрой­ства, пневмогидравлические и электрические системы.

Дистанционное управление применяется для рабочих мест, удален­ных от опасных зон, например, из кабины наблюдения на опасных про­изводствах.

Механическое дистанционное управление представляет собой кине­матическую систему, передающую нужное движение исполнительным элементам оборудования.

В пневмогидравлических системах в качестве управляющего элеме­нта применяется двухходовой кран, соединенный трубопроводами с по­лостями поршневой группы исполнительного элемента, в котором пор­шень со штоком совершает поступально-возвратное движение. Такое движение может управлять запорными устройствами, разными передача­ми и другими исполнительными элементами.

В электрических системах управления в качестве управляющего элемента применяют различные включатели, однако предпочтение надо отдавать кнопочным с включающей кнопкой, выполненной заподлицо с панелью и выключающей, которая должна выступать на три миллиметра над панелью.

Предохранительные устройства служат для отключения оборудова­ния в случае отклонения от заданных технологических параметров или появления опасных условий для работающего. Они рассматриваются по отдельным видам технологических процессов и оборудования.

Для предотвращения поломки оборудования при увеличении нагруз­ки выше нормы используют слабые звенья: срезные шпонки, разрезные откидные гайки, фрикционные муфты.

Толщина срезной шпонки рассчитывается такой, что при превыше­нии момента на 10% от рабочего она разрушается, оставляя целыми остальные части оборудования.

Для ограничения хода режущего инструмента применяется трапеце­идальная червячная пара, состоящая из ходового валика, разрезной гайки, примыкающей к резьбе валика и сопряженной с рычагом управ­ления хода. При достижении суппортом упора валик выжимает своей резьбой гайку, рычаг поворачивается и выключает ход инструмента.

Для предотвращения поломки сверл и метчиков в сверлильных и резьбонарезных станках рекомендуется применять фрикционные муфты, изображенные на рис. 13.11. Фрикцион состоит из стальных ведущих дисков I, покрытых феррадо и связанных своими усиками с па­зами муфты 2, стальных ведомых дисков 3, которые соединены со шпин­делем 4. Сцепление дисков, преодолевающее крутящий момент на метчи­ке, создается пружиной 5, силу давления которой можно регулировать завинчиванием муфты 6.

При упоре метчика в дно отверстия момент резания возрастает, диски фрикциона пробуксовывают и шпиндель 4 патрона с метчиком или сверлом останавливается.

Сигнализирующие системы и устройства дают информацию о ходе технологического процесса, работе оборудования, появлении вредных и опасных производственных факторов.

Системы сигнализации делятся на три группы по своему функциона­льному назначению: оперативную, контролирующую технологические пара­метры и в случае отклонения их от допустимых подается сигнал; пре­дупредительную, которая информирует о возникновении опасных и вред­ных факторов, и опознавательную, выделяющую цветовыми сигналами или надписями опасные элементы оборудования.

В оперативной сигнализации для контроля параметров технологичес­кого процесса используют различные измерительные приборы и датчики (термометры, манометры, вольтметры, реле давления и температур, ана­лизаторы и пр.), которые снабжены электрическими контактами, включа­ющими сигнальную систему при достижении контролируемых параметров заданной величины.

Предупредительная сигнальная система служит для предупреждения возникновения опасности. На высоких башенных кранах для предупреж­дения возможности опрокидывания крана под воздействием ветра ставит­ся анемометр, который при скорости ветра больше 50 м/сек включает световой сигнал в кабине крановщика и звуковой сигнал для осталь­ных рабочих. При этом сигнале крановщик и рабочие обязаны покинуть рабочую зону крана.

Опознавательная сигнализация является изобразительной информа­цией об опасных частях и агрегатах оборудования, о назначении обору­дования, например, окраска баллонов и трубопроводов в соответствую­щие цвета указывают для какого вещества они предназначены.