12.1. Средства обеспечения безопасности оборудования

Устройства и приспособления, которые предотвращают или уменьшают воздействие на ра­бо­таю­щих опасных и вредных производственных факторов, называются средствами защиты. По характеру при­ме­не­ния их подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты. К средствам коллективной за­щиты относятся средства, используемые для защиты двух и более человек. Средства индивидуальной за­щиты применяются работающими индивидуально.

Общая классификация средств защиты приведена в ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ «Средства защиты ра­бо­тающих» и ГОСТ 12.4.125-83 ССБТ «Средства коллективной защиты работающих от воздействия ме­ха­ни­чес­ких факторов».

Средства коллективной защиты в зависимости от назначения делят на 17 классов, в том числе на средства защиты от поражения электрическим током, от воздействия механических факторов, от шума и виб­рации, от повышенных и пониженных температур воздуха рабочей зоны и т.д.

Средства индивидуальной защиты в зависимости от назначения подразделяются на 11 классов, в том числе на средства защиты органов дыхания, рук, головы, лица, предохранительные приспособления. Средст­ва индивидуальной защиты используют в тех случаях, когда безопасность работы не может быть обес­печены конструкцией оборудования, организацией производственных процессов, архитектурно-пла­ни­ро­вочными решениями и средствами коллективной защиты.

Индивидуальные и коллективные средства защиты можно рассматривать как комплекс субъек­тив­ных и объективных устройств, ограничивающих действие вредных и опасных факторов.

К основным видам субъективных средств коллективной защиты относятся устройства авто­ма­ти­чес­ко­го контроля и сигнализации, знаки безопасности и другие, которые действуют на сознание человека и его за­щитные функции.

Объективные средства защиты действуют вне зависимости от сознания человека, его ква­ли­фи­ка­ции, физического и психического состояния. Обычно объективные средства защиты представляют собой фи­зическую преграду между источником опасности и человеком. Основными видами объективных средств за­щиты являются: оградительные устройства, изолирующие устройства, устройства зануления, защитного за­земления и отключения, все средства индивидуальной защиты, предохранительные и тормозные уст­ройст­ва.

Значительное число случаев травматизма в машиностроении связано с механическими воз­дейст­ви­я­ми на работающих. К средствам защиты от механических воздействий относятся: оградительные, пре­дох­ра­нительные, тормозные устройства, устройства автоматического контроля и сигнализации, дис­тан­цион­но­го управления и знаки безопасности.

Рассмотрим отдельные виды средств защиты более подробно.

Оградительные устройства - класс средств защиты, препятствующих попаданию человека в опас­ную зону. Применяются для изоляции систем привода машин и агрегатов, зон обработки заготовок, для ог­раж­дения токоведущих частей, зон интенсивных излучений (тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредных веществ. Ограждаются также рабочие зоны, расположенные на высоте более 1.1 м.

В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83 оградительные устройства подразделяются:

• по конструктивному исполнению: кожухи, дверцы, щиты, козырьки, барьеры, экраны;

• по способу изготовления: сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые);

• по способу установки: стационарные, подвижные, переносные.

Стационарные ограждения, выполнены так, что они пропускают обрабатываемую деталь, но пре­пятст­вуют 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. Примером полного ограждения являются ограждения распределительных устройств электро­оборудования, вентиляторов, корпуса насосов; частичного - ограждения фрез на станках, защитные щи­ты на машинах литья под давлением.

Подвижное ограждения представляет собой устройство, сблокированное с рабочими органами ме­ха­низма машин. Оно закрывает доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента (например, под­виж­ное ограждение на машинах литья под давлением для защиты от пробрызгивания металла.

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.

Предохранительные устройства предназначены для автоматического отключения агрегатов и ма­шин при выходе какого-либо параметра за пределы допустимых значений, что исключает аварийный режим ра­боты. Контролируемыми параметрами могут быть давление, температура, сила тока и другие.

Предохранительные устройства (в соответствии с ГОСТ 12.4.125-83) подразделяются на бло­ки­ро­воч­ные и ограничительные.

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

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 машин и агрегатов, 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) устройством.

Электрическая блокировка применяется на электроустановках с напряжением от 500 В и выше, а так­же на различных видах технологического оборудование с электроприводом. Она обеспечивает вклю­че­ние оборудования только при наличии ограждения. При осуществлении электрической блокировки (рис.12.1) в ограждение встраивается концевой выключатель, контакты которого при закрытом ограждении вклю­чаются в электрическую схему управления оборудованием и позволяют включить электродвигатель. При снятом или неправильно установленном ограждении контакты размыкаются и электрическая цепь сис­те­мы привода размыкается.

Рис 12.1. Схема электрической блокировки магнитного пускателя.

1 - трехполюсный рубильник; 2 - предохранители; 3 - концевой выключатель; 4 - кнопка «СТОП»;

5 - кнопка «ПУСК»; 6 - магнитный пускатель; 7 - нормально замкнутые контакты теплового реле;

8 - контакты, шунтирующие кнопку «ПУСК»; 9 - линейные контакты;

10 - нагревательные элементы теплового реле.

Электромагнитная (радиочастотная) блокировка основана на применении электромагнитного поля вы­сокой частоты, излучаемого в пространство генератором. В момент попадания человека в опасную зону вы­сокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле. Кон­такты реле обесточивают схему магнитного пускателя, что приводит к остановке двигателя.

Оптическая блокировка основана на принципе ограждения опасной зоны световыми лучами. Из­ме­не­ние светового потока, падающего на фотоэлемент, при пересечении человеком опасной зоны пре­об­ра­зо­вывается в измерительно-командном устройстве, которое приводит в действие дополнительные ме­ха­низ­мы защитного устройства. Такая блокировка не требует никаких механических конструкций, малогабаритна, на­дежна, удобна в эксплуатации, позволяет обеспечить защиту протяженных в пространстве зон (рис.12.2).

Электронная (радиационная) блокировка применяется для защиты рук работающего в опасных зо­нах, на прессах, гильотинных ножницах и других видах оборудования

Рис. 12.2. Защита протяженных пространственных зон.

1 - оборудование или опасная зона; 2 - источники направленного оптического излучения;

3 - фотоэлементы; 4 - преобразователь сигнала; 5 - защитно-отключающее устройство;

6 - электропривод.

Рис. 12.3. Схема электронной (радиационной) блокировки.

1 - источник радиоактивного излучения; 2 - трубки Гейгера;

3 - преобразователь сигналов; 4 - защитно-отключающее устройство.

Сущность защиты состоит в том, что энергия радиоактивного излучения, исходящая с рук ра­бо­таю­ще­го, при попадании в опасную зону улавливается счетчиком Гейгера, в ре­зуль­тате чего цепь управления системы отключает пусковое устройство. Преимуществом блокировки ра­ди­аци­он­ными датчиками является то, что они позволяют производить бесконтактный контроль. В ряде случаев при работе с агрессивными или взрывоопасными средами, в оборудовании, на­хо­дя­щемся под большим давлением, или имеющим высокую температуру, блокировка с применением ра­диа­цио­нных датчиков является единственным средством для обеспечения требуемых условий безопасности.

Пневматическая (аналогично, гидравлическая) система блокировки (рис. 12.4) широко применяется в агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: турбинах, компрессорах, воз­ду­хо­дув­ках, насосах. При падении давления в системе срабатывает реле давления, которое через электромагнит при­водит в действие запорное устройство. Основное преимущество - малая инерционность.

Рис. 12.4. Схема пневматической (гидравлической) блокировки.

1 - реле давления; 2 - запорное устройство; 3 - электромагнит.

Ограничительные устройства выполняют функцию слабого звена в агрегате и рассчитаны на раз­ру­шение, срабатывание или несрабатывание при перегрузках.

К слабым звеньям устройств относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком, шес­терней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движение при больших крутящих моментах; плав­кие предохранители; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением.

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

Срабатывание слабого звена приводит либо к останову машины, либо к восстановлению до до­пус­ти­мого контролируемого параметра, что исключает поломки, разрушения и, следовательно, травматизм.

Тормозные устройства подразделяются:

• по конструктивному исполнению - на колодочные, дисковые, ленточные, конические, клиновые, элект­рические;

• по способу срабатывания - на ручные, автоматические;

• по принципу действия - на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, ком­бинированные;

• по назначению - на рабочие, стояночные, экстренного торможения.

К тормозным устройствам относятся остановы, ловители, регуляторы скорости