Защитные ограждения
Ограждения представляют собой физическую преграду между человеком и опасным или вредным производственным фактором. В зависимости от назначения и условий работы ограждения изготавливают из различных материалов. Они могут одновременно выполнять роль паро-, газо- и пылеприемников, исключать воздействие тепловых и электромагнитных излучений на работающих, а в отдельных случаях снижать шум и т. д. Такие ограждения называют комбинированными.
Оградительные устройства предназначены для ограждения опасной зоны либо для предупреждения воздействия опасных производственных факторов на человека. Этот вид устройств получил широкое распространение во всех отраслях экономики.
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 обеспечена 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 ограждение 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 оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения.
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.
Электронная (радиационная) блокировка применяется для защиты рук работающего в опасных зонах, на прессах, гильотинных ножницах и других видах оборудования.
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 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.
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.