Защита от опасных факторов

На производственном оборудовании для защиты работающих от воздействия механических факторов устанавливают средства коллективной защиты (ГОСТ 12.4.125 - 83). Их разделяют на оградительные, предохранительные, противовыбрасывающие, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления и знаки безопасности. Рассмотрим некоторые из них.

Оградительные устройства (ограждения) предназначены для изоляции опасных зон, т. е. для предупреждения случайного проникновения человека в опасную зону - к движущимся или вращающимся деталям и передаточным устройствам, приспособлениям и инструментам машин, механизмов и станков, неизолированным токоведущим частям, движущимся стреловым кранам, кран-балкам, мостовым или козловым кранам, перемещающим поднятые грузы.

Кроме того, ограждения служат для предотвращения поражения обслуживающего персонала отлетающими частями режущих инструментов, обрабатываемых заготовок, стружки, искр, брызг расплавленного металла, охлаждающей жидкости, а также для защиты от попадания в открытые смотровые колодцы, емкости, от падения с высоты. На круглопильных, строгальных деревообрабатывающих станках устанавливают специальные приспособления, предназначенные для предотвращения выбрасывания обрабатываемых досок, брусков и их обрезков. Для сбора отлетающей стружки на металлообрабатывающих станках устанавливают экраны и стружкосборники.

Оградительное устройство может одновременно выполнять роль паро-, газо- и пылеприемника и предотвращать запыленность и загазованность рабочих мест, исключать воздействие тепловых и электромагнитных излучений на рабочих местах, а в отдельных случаях и снижать шум. Такие ограждения называют комбинированными, или совмещенными (например, ограждения фрез, круглых пил, ножевых валов, головок, сверл, заточных и шлифовальных кругов служат одновременно приемниками пыли и стружки).

По способу установки и особенностям эксплуатации ограждения подразделяются на съемные, открываемые и раздвижные.

Съемные ограждения устанавливают при необходимости периодического доступа к движущимся частям оборудования для его настройки и регулирования, установки, перестановки, заточки или правки режущего инструмента, установки заготовки, выполнения контрольных измерений и других работ. Эти ограждения должны иметь установочную базу для надежного крепления к оборудованию или несущим конструкциям.

Открываемые ограждения применяют в основном при технологических процессах, не требующих длительных операций. Усилие для открывания и закрывания ограждения или его части вручную не должно превышать 80 Н. Такие ограждения должны иметь ручки или специальные выступы.

Открываемые ограждения состоят из подвижных и неподвижных частей, полностью закрывающих режущий инструмент на холостом ходу и открывающих его необходимую рабочую часть под воздействием заготовки на подвижные части ограждения. Открывают их на величину размеров заготовки и обработки в момент прохождения обрабатываемого материала к режущему инструменту, а после прохождения заготовки автоматически закрывают открытую (рабочую) часть инструмента. Такое ограждение не допускает попадания рук станочника в опасную зону. Усилие, прикладываемое к заготовке для преодоления сопротивления подвижных частей ограждения при ручной подаче материала, не должно превышать 30 Н.

Автоматические ограждения открываются с помощью специальных устройств. Заготовка, надвигаемая на режущий инструмент, сначала нажимает на кнопку конечного выключателя, установленного на столе станка. Включается электромагнит, действующий через систему рычагов на ограждение, которое открывает режущий инструмент. Ограждения бывают металлические, сплошные, сетчатые, прозрачные и комбинированные.

Применять съемные и открываемые ограждения допускается только в тех случаях, когда по условиям конструкции оборудования, агрегата, станка невозможно установить несъемные. Съемные и открываемые ограждения должны быть сблокированы с пусковым, тормозным и сигнализационным устройствами оборудования.

Конструктивно ограждения могут быть выполнены в виде жестких сплошных щитов, кожухов (литых или сварных), а для осмотра ограждаемых сборочных единиц или деталей оборудования - в виде решеток, сеток и перфорированных листов стали на жестком каркасе, изготовленном из прозрачного материала (оргстекла, триплекса, специального стекла) или в виде жалюзей. Зазоры в решетке и ширина прорезей в жалюзи должны быть не более 10 мм, а размеры ячеек в сетке - не более 10x10 мм. Решетчатые и сетчатые ограждения располагают не ближе чем на 50 мм от движущихся частей.

Оградительные устройства должны удовлетворять следующим технологическим и конструктивным требованиям:

• не разрушаться при разрыве или поломке закрываемых и движущихся деталей или режущих инструментов;
• не сдвигаться с места и не деформироваться под воздействием усилий до 100 Н;
• не уменьшать производительности труда;
• не снижать качества обработки;
• не ухудшать условий наблюдения за работой;
• максимально изолировать работающих от опасных зон и вредных выделений (паров, газов и пыли);
• полностью улавливать выделяемые загрязнения;
• защищать от электромагнитных и тепловых излучений;
• они должны быть простыми в изготовлении и применении (легко сниматься и открываться), быть компактными, пропорциональными, обтекаемыми (без выступающих болтов, гаек, острых углов);
• не затруднять текущего обслуживания приводных частей и рабочих органов при закрытом и открытом положении.

Кроме того, ограждения не должны вызывать дополнительного шума и вибрации; должны правильно сочетаться с системой вентиляции пневмотранспорта (эксгаустирования, т.е. удаления, отходов), а также отвечать требованиям технической эстетики. Ограждения окрашивают в соответствии с ГОСТ 12.4.026 - 76. Цвета сигнальные и знаки безопасности промышленных предприятий".

К предохранительным устройствам относятся:

• предохранительные и взрывные клапаны,
• концевые выключатели,
• электрические предохранители,
• электрические реле,
• срезаемые штифты,
• ограничители частоты вращения,
• ловители,
• тормозные устройства.

Предохранительные клапаны устанавливают на котлах, сосудах и резервуарах, гидро-, пневмо- и газопроводах, работающих под давлением. Они предотвращают аварии при повышении давления выше допустимого.

Взрывные клапаны устанавливают на топках и дымоходах котлов, изгибах трубопроводов пневмотранспорта древесной муки, циклонах древесной пыли и муки, фильтрах взрывоопасной пыли, ацетиленовых газогенераторах. Они предотвращают аварии от взрывной волны.

Концевые выключатели устанавливают на оборудовании в тех местах, где требуется ограничить движение определенного органа машины, чтобы исключить аварию (на ограничителях подъема стрелы, груза, подъема и опускания крюка, хода крана, электротали), а также в блокировочных устройствах.

Электрические предохранители, устанавливаемые в электроустановках, сгорают при аварийном состоянии установки или при ее перегрузке и прекращают подачу электротока. Электрические реле отключают электроустановку при ее аварийном состоянии.

Срезаемые штифты устанавливают в передаточных механизмах (муфтах). При перегрузке механизма штифты срезаются и прекращается передача крутящего момента от электродвигателя, исключая поломку деталей механизма.

Ограничитель частоты вращения устанавливают на двигателях внутреннего сгорания, паровых машинах и турбинах. Он представляет собой центробежный или иной регулятор, осуществляющий связь между частотой вращения и подачей топлива или пара в двигатель либо машину. При частоте вращения выше допустимой регулятор снижает подачу топлива или пара.

Стационарное и передвижное оборудование, установки и аппараты, при эксплуатации которых могут происходить выбросы заготовок, аварии, поломки и связанные с ними несчастные случаи, снабжают противовыбрасывающими устройствами.

На круглопильных станках для продольной распиловки, рейсмусовых, четырехсторонних продольно-фрезерных (строгальных) и некоторых других большую опасность представляет обратный выброс из станка заготовок или обрезков. Это может быть следствием несовершенства противовыбрасывающих устройств, плохого их обслуживания, нарушения безопасных приемов работы. Выброс заготовок и обрезков из станка приводит к тяжелым несчастным случаям.

Противовыбрасывающие устройства представляют собой набор сегментов или подвижных когтей (пластинок), посаженных на специальный вал, который установлен перед рабочими органами с таким расчетом, чтобы эта система позволяла подавать обрабатываемый материал только вперед, т. е. на режущий инструмент, и препятствовала обратному выбросу заготовок и обрезков. При этом должен сохраняться, постоянный угол заклинивания (55... 65°). На некоторых станках, например многопильных, противовыбрасывающие устройства устанавливают со стороны выхода обработанного материала, а также сбоку для предотвращения бокового выброса.

На станке Ц8Д-8 для продольной распиловки брусьев на доски и бруски предусмотрена трехрядная когтевая завеса: передняя (двухрядная) и задняя (однорядная). При необходимости возврата бруса из станка передние и задние завесы поднимаются пневмоцилиндрами, в которые воздух подается через дистанционно управляемый электромагнитом распределитель. Подача бруса из пилы и прижим его во время пиления осуществляются четырьмя приводными рифлеными вальцами. Нижние вальцы образуют уровень стола станка. Верхние вальцы закреплены на концах качающихся рычагов. В первоначальном положении верхние вальцы всегда подняты. При заходе в станок брус нажимает на передний флажок, который включает трехходовой пневматический клапан на подачу воздуха в пневмоцилиндр.

При эксплуатации противовыбрасывающих устройств иногда происходит обратный выброс. Причинами этого могут быть затупление когтей или сегментов, если они не врезаются в материал при обратном его движении, и их зависание, если они не опускаются после пропуска материала. Зависание появляется тогда, когда между когтями или сегментами и валом, на который они насажены, набивается пыль. Поэтому противовыбрасывающие устройства необходимо ежедневно осматривать, очищать от пыли и смазывать. На многопильных станках для распиловки брусьев и бревен устанавливают две-три сплошные завесы из предохранительных упоров различной длины. Эти завесы должны быть связаны между собой и сблокированы с пусковым устройством станка и механизмом подачи таким образом, чтобы подъем их рамки вызывал остановку пил.

На грузоподъемных устройствах для предотвращения аварии устанавливают ограничители подъема груза, подъема крюка, ограничители грузового момента, передвижения крана, тележки, кабины.

В подъемных лебедках используют храповые устройства, не допускающие самопроизвольное опускание груза.

Для длительного удержания движущихся частей оборудования, машин, механизмов и устройств в неподвижном состоянии применяют ловители. Их устанавливают на грузоподъемных и транспортирующих машинах и лифтах для удержания поднятого груза даже при наличии самотормозящих тормозных систем. Различают ловители храповые, фрикционные, роликовые, клиновые и эксцентриковые.

Храповой ловитель применяют на грузоподъемных машинах и механизмах. Он исключает самопроизвольное опускание груза. На валу механизма, который нужно остановить, укреплено колесо с храповыми зубьями. Для удержания вала от вращения во впадины храпового колеса западает упор-собачка, ось которой закреплена на станине подъемного устройства. Собачка постоянно прижимается к зубьям храповика пружиной или грузом. При вращении вала в сторону подъема собачка не препятствует его вращению. Как только подъем прекращается, вал под действием поднимаемого груза стремится повернуться обратно в сторону спуска. Это продолжается до тех пор, пока собачка не упрется во впадину зуба храповика.

Простейшими ловителями стопорного типа снабжены многоковшовые элеваторы и наклонные конвейеры и элеваторы для транспортирования бревен. На подъемной части эстакады конвейера устанавливают качающиеся ловители, позволяющие цепям двигаться только в направлении груза и препятствующие обратному движению при ее обрыве. Цепь свободно движется по часовой стрелке планки ловителя, сидящего на оси. При обрыве цепи и движении груза назад на качающийся ловитель будет действовать траверса. Ловитель при этом упрется своим нижним концом в упор и не позволит цепи с бревнами двигаться обратно. Аналогичные устройства для останова цепи должны быть и на поперечных элеваторах.

Ловители зажимные устанавливают на ленточнопильных станках для захвата оборванной пилы, на кабинах лифтов.

Тормозные устройства предназначены для относительно кратковременного удержания движущихся частей либо поднятого груза или для ограничения скорости движения машин, механизмов, спуска, а также для поглощения энергии поступательно движущихся и вращающихся масс оборудования, машин, механизмов и груза.

Тормоза по назначению разделяют на стопорные, спусковые и регуляторы скорости; по конструкции - на ленточные, колодочные, дисковые, конические, грузоупорные и центробежные; по характеру действия - на управляемые и автоматические. Управляют тормозами вручную либо при помощи электромагнитов пневматических, гидравлических или пневмогидравлических устройств. На деревообрабатывающих станках устанавливают колодочные и ленточные тормоза.

Кроме рассмотренных тормозных устройств, применяют реверсирование и электрическое торможение двигателей. Реверсирование асинхронных двигателей осуществляют с помощью двух контакторов, объединенных в одну схему реверсивного магнитного пускателя и сблокированных между собой. Это препятствует включению обоих контакторов одновременно, что могло бы привести к короткому замыканию. Динамическое торможение асинхронных двигателей обычно применяют для точного останова нереверсивного двигателя.

Торможение противовключением может осуществляться в схемах реверсивного и нереверсивного управления короткозамкнутых асинхронных двигателей. Оно выполняется посредством реле контроля скорости РКС, соединенного с валом электродвигателя. Торможение асинхронных двигателей противовключением связано с повышенными потерями энергии и нагревом, поэтому для нереверсивных асинхронных двигателей чаще применяют динамическое торможение, а для реверсивных - торможение противотоком.