Требования безопасности к производственному оборудованию

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

- выбором принципов действия, конструктивных схем, безопасных элементов конструкции;

- 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 только в том случае, когда их учет производится на этапе проектирования. Поэтому 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).

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, удобство обслуживания машин и механизмов в целом, включая средства защиты.

Рассмотрим отдельные виды средств защиты более подробно.

Оградительные устройства – класс средств защиты, препятствующий 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 и т.п. Ограждают также рабочие зоны, расположенные на высоте.

Конструктивные решения оградительных устройств весьма многообразны. Они зависят от вида оборудования, расположения человека в рабочей зоне, специфики опасных и вредных производственных факторов, сопровождающих технологический процесс. В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83 ССБТ «Средства коллективной защиты работающих от воздействия механических факторов. Классификация» 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 полного ограждения являются ограждения распределительных устройств электрооборудования, кожуха галтовочных барабанов, корпуса электродвигателей, насосов и т.п., частичного – ограждение фрез или рабочей зоны станка.

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

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 рабочих местах сварщиков для защиты окружающих от воздействия электрической дуги и ультрафиолетовых излучений. Выполняются они чаще всего в виде щитов высотой 1,7 м.

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

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.).

Предохранительные защитные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых значений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125-83 ССБТ «Средства коллективной защиты работающих от воздействия механических факторов» 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.

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.

Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы. 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 кинетической цепи после того, как контролируемый параметр пришел в норму (например, муфты трения), и звенья с восстановлением кинетической цепи путем замены слабого звена (например, штифты и шпонки). Срабатывание слабого звена приводит к останову машины на аварийных режимах, что позволяет исключить поломки, разрушения и,следовательно, травматизм.

Большое значение имеют тормозные средства защиты. Стремление к повышению рабочих скоростей механического оборудования приводит к увеличению размера и веса движущихся частей, а то и другое вместе обуславливает накопление больших запасов кинетической энергии, которые при остановке машины должны поглощаться работой вредных сопротивлений. Так как вредные сопротивления в современных машинах сводятся к минимуму за счет применения подшипников трения второго рода, то сочетание всех отмеченных факторов приводит к значительному увеличению времени выбега рабочих машин, что несовместимо с основными требованиями высокой производительности труда и техники безопасности. Выбег машины - постоянное уменьшение числа оборотов машины с момента прекращения подачи энергии до момента остановки этой машины..Поэтому быстроходное и тяжелое механическое оборудование должно снабжаться тормозными средствами. Отсутствие тормозных средств делает машину неуправляемой в течение времени выбега и, таким образом, не обеспечивает элементарных средств безопасности, а также нередко является одной из главных причин сознательного грубого нарушения правил безопасности со стороны обслуживающего персонала (например, торможение шпинделя токарного станка нажатием руки на вращающийся патрон).

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. Конические (конусные) тормоза находят применение в подъемно-транспортных машинах, клиновые – в системах рельсового транспорта.

Тормозные средства механического оборудования могут быть разнообразными по принципу действия и конструкции, но в любом исполнении они должны обеспечивать быструю остановку рабочей машины при минимальном времени выбега, быть простыми по устройству и надежными в работе. Органы управления тормозами должны располагаться так, чтобы они были доступными с любого положения оператора в пределах рабочего места и в случае надобности дублироваться.

Рассмотрим средства автоматического контроля и сигнализации. Наличие КИП – одно из условий безопасной и надежной работы оборудования. Это приборы для измерения давлений, температуры, статических и динамических нагрузок, концентраций паров и газов и других вредных факторов. Эффективность их использования повышается при объединении их с системами сигнализации, как это имеет место в газосигнализаторах, срабатывающих при определенных уровнях концентрации паров, газов, пыли в воздухе.

Устройства автоматического контроля и сигнализации подразделяют:

по назначению – на информативные, предупреждающие, аварийные и ответные;

по способу срабатывания – на автоматические и полуавтоматические;

по характеру сигнала – на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные;

по характеру подачи сигнала – на постоянные и пульсирующие.

Примером информативной сигнализации является окраска баллонов и цистерн со сжатыми, сжиженными и растворенными газами, а также цистерн для их перевозки, трубо- и газопроводов. Кроме того, она используется в цехах предприятий непосредственно на технологическом 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 производственных 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, литейные цеха и т.д.). К предупреждающей сигнализации относятся указатели и плакаты «Не включать – работают люди», «Не входить», «Не открывать – высокое напряжение» и т.д. Указатели желательно выполнять в виде световых табло с переменной по времени (мигающей) подсветкой.

Подвидом предупредительной сигнализации является сигнальная окраска. Сигнальные цвета применяют для ограждения частей оборудования и конструкций, которые являются потенциальными источниками повышенной опасности. ГОСТ 12.4.026-76 ССБТ «Цвета сигнальные и знаки безопасности» предусматривает применение четырех сигнальных цветов: красного, желтого, зеленого и синего.

Красный сигнальный цвет – запрещение, непосредственная опасность, средства пожаротушения («Стоп», «Запрещение», «Явная опасность») - предусмотрен для надписей на знаках пожарной безопасности, окраски отключающих устройств оборудования (в том числе аварийных), внутренних поверхностей крышек (дверок) шкафов с открытыми токоведущими элементами электрооборудования, обозначения пожарной техники, окраски сигнальных ламп, извещающих о нарушении технологического процесса или условий безопасности, окантовки щитов белого цвета для крепления пожарного инструмента и огнетушителей.

Красным сигнальным цветом следует окрашивать только движущийся потенциально опасный объект или смежную с ним неподвижную поверхность, закрываемую кожухом.

Желтый сигнальный цвет - предупреждение, возможная опасность («Внимание», «Предупреждение о возможной опасности») - предусмотрен для окраски частей производственного помещения, которые представляют собой потенциальную опасность: элементов производственного оборудования, открытых движущихся частей оборудования (подвижных столов-станков, схватов промышленных роботов и т.д.), кромок оградительных устройств, не полностью закрывающих движущиеся элементы оборудования (ограждения шлифовальных кругов, фрез и т.д.); внутренних поверхностей открывающихся кожухов, корпусов и дверец ниш, ограждающих движущие элементы механизмов и машин; элементов внутрицехового и межцехового транспорта, подъемно-транспорного оборудования (кабины кранов, крюковые подвески, бамперы погрузчиков и т.д.).

Предупреждающую окраску вышеперечисленных объектов и элементов (за исключением маховиков, подвижных столов станков и др.) следует выполнять в виде чередующихся наклонных под углом 45 – 60^о полос шириной от 30 до 200 мм желтого и черного цветов при соотношении ширины полос 1:1.

Зеленый сигнальный цвет безопасность, предписание («Без-опасность», «Разрешение», «Путь свободен») - применяется для световых табло или эвакуационных выходов, сигнальных ламп, извещающих о нормальном режиме работы оборудования.

Синий сигнальный цвет - указание, информация («Информация») - предусмотрен для указательных знаков.

Выбор сигнальных цветов научно обоснован. Красный цвет, по данным физиологов, увеличивающий кровяное давление и возбуждающе действующий на людей, вызывает условный рефлекс, направленный на самозащиту, и поэтому используется для предупреждения о непосредственной опасности, требующей немедленной реакции. Желтый цвет, стимулирующий зрение, но не оказывающий столь интенсивного воздействия, как красный, способствует сосредоточению внимания и поэтому используется для обозначения возможной опасности. Зеленый цвет, по данным физиологов, понижающий кровяное давление, действует успокаивающе, традиционно ассоциируется с отсутствием опасности, используется как сигнал безопасности. Установлено также, что скорость возникновения зрительных ощущений от раздражителей разного цветового тона неодинакова. Сила ощущения возрастает по мере перехода от зеленого к красному. Это также соответствует принятым значениям цветов безопасности.

В качестве вспомогательных цветов приняты белый и черный цвета – для усиления контраста основных сигнальных цветов. Белый цвет применяется также для обозначения габаритов внутрицеховых проездов, пешеходных дорожек и рабочих мест.

Установлены четыре группы знаков безопасности по ГОСТ 12.4.026-76 ССБТ «Цвета сигнальные и знаки безопасности»:

запрещающие – красный круг с белым полем внутри и символическим изображением черного цвета, перечеркнутым красной полосой;

предупреждающие – желтый равносторонний треугольник вершиной кверху с символическим изображением черного цвета;

предписывающие – зеленый квадрат с символическим изображением черного цвета на белом фоне или поясняющей надписью;

указательные – синий прямоугольник с символическим изображением или надписью черного цвета внутри белого квадрата; для знаков пожарной безопасности символ или надпись предусмотрено выполнять красным цветом внутри белого квадрата.

Следует отметить, что ГОСТ построен на взаимосвязи формы знака безопасности и его цвета: круг – красный цвет, треугольник – желтый, квадрат – зеленый, прямоугольник – синий.

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

Устройства дистанционного управления подразделяют:

-по конструктивному исполнению – на стационарные и передвижные;

-по принципу действия – на механические, электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

Безопасность работы на механическом оборудовании в большой степени зависит от конструкции, расположения и безотказности действия органов управления. Наиболее удобным и безопасным является кнопочное управление.. Кнопки пусковых устройств делают черного цвета и с целью предотвращения произвольного включения устанавливают так, чтобы они были утоплены в корпус коробки на 3-5 мм. Кнопки останова должны быть красного цвета, иметь надпись «стоп» и выступать над поверхностью корпуса коробки или панели на 3 мм.

Рычаги и кнопки управления должны находиться в пределах рабочего места и устраиваться таким образом, чтобы оператор, обслуживающий рабочую машину, мог в любой момент легко и безошибочно пользоваться ими. Поэтому все органы управления надлежит снабжать надежными фиксаторами различных положений и четкими надписями, обозначающими их назначение и положения. В крупных машинах и уникальных станках необходимо предусматривать возможность их остановки из различных точек обслуживания.

Таким образом, мы рассмотрели все средства защиты, применяемые в конструкциях оборудования, которые обеспечивают без-опасную, удобную и надежную эксплуатацию оборудования.

Очень важным условием обеспечения безопасности оборудования является учет требований безопасности в технической документации по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортированию и хранению. Требования охраны труда должны выполняться на всех этапах создания новых образцов оборудования, начиная с разработки технического задания на проектирование.