Опасной называют зону, в которой постоянно действуют или периодически возникают факторы, создающие угрозу для жизни и здоровья человека. У машин такие зоны существуют вблизи движущихся или вращающихся деталей, вокруг открытых токоведущих частей и т. д. Различают постоянные и переменные опасные зоны.
Постоянные зоны — зоны, размещающиеся у подвижных частей оборудования при наличии определенной закономерности их перемещения во время работы. К таким зонам относят пространства между матрицей и пуансоном пресса, сходящимися венцами зубчатых колес, набегающей ветвью приводного ремня и шкивом и т. д.
Переменные зоны существуют вокруг источников опасности, которые с течением времени изменяют свое направление в соответствии с создавшимися условиями и режимами выполнения операций трудового процесса, а также свойствами материалов. Например, при обработке деталей на токарных станках траектория отлетающих стружек, а следовательно, дальность и сила их поражающего действия зависят от многих факторов: режимов резания, физико-химических свойств материала, направления подачи, геометрии режущего инструмента и др. К переменным относят также зоны, возникающие в процессе погрузочно-разгрузочных работ при различных положениях стрелы, тележки или ходовой платформы крана, заточке инструментов на наждачном круге, эксплуатации мобильных сельскохозяйственных машин.
Границы постоянных опасных зон можно легко определить, так как они не меняются в процессе выполнения работ, а границы переменных зон не имеют четких очертаний в пространстве. Поэтому для создания безопасных условий труда очень важно найти максимальное расстояние, в пределах которого возможно воздействие на человека опасных производственных факторов эксплуатируемых машин и оборудования.
При работах, выполняемых на высоте, опасной зоной считают участок, расположенный под рабочей площадкой, границы которого определяют горизонтальной проекцией, увеличенной на безопасное расстояние, м,
Lбез = 0,3H,
где H— высота, на которой выполняют работу, м.
Максимальное расстояние, м, от строящегося объекта, в пределах которого могут возникать опасности,
где SС — эффективная площадь поперечного сечения падающего предмета, м2 (определяют как среднее арифметическое значений площадей наибольшего и наименьшего сечений); 9,81 — ускорение свободного падения, м/с2; т — масса падающего предмета, кг; hп — высота падения предметов, м; v — горизонтальная составляющая скорости падения предмета, м/с.
Технические средства досмотра объектов с целью обнаружения предметов ТПН
... предметы таможенных правонарушений. Третий класс включает в себя технические средства, необходимые для проведения таможенного поиска тайников и сокрытий, досмотра товаров и транспортных средств, а так же применение технических средств для ... нахождении металлических предметов в контролируемой зоне. Способность прибора воспринимать мелкие металлические предметы с достаточно больших расстояний или при ...
При работе грузоподъемной машины (электротельфера, кран-балки и т. п.) возможное расстояние, м, на которое отлетает груз при обрыве одной из строп (рис. 1), определяют по формуле
где hг — высота подъема груза, м; lс — длина ветви стропа, м; a — угол между стропами и вертикалью, град; а — расстояние от центра тяжести груза до его края, м.
Рис. 1. Схема определения границ опасной зоны при обрыве стропы грузоподъемной машины:
Для стреловых кранов дополнительно учитывают вылет стрелы при расчете расстояния, на которое отлетает груз в случае обрыва стропы. Тогда
где l в — вылет стрелы крана, м.
При перемещении механических транспортных средств по ходу их движения возникает опасная зона, границы которой определяют скоростью движения, массой транспортного средства, временем реакции водителя, эффективностью тормозного устройства и коэффициентом сцепления шин с поверхностью дороги. Расчет границ такой зоны приведен в главе 13.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ БЕЗОПАСНОСТИ И ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ
Для снижения и предупреждения травматизма на производстве применяют современные средства обеспечения безопасности (рис. 2).
Несмотря на их непрерывное совершенствование, полностью устранить опасности из производственного процесса и исключить их влияние на работающих не удается, так как нулевой риск возможен лишь в системах, лишенных запасенной энергии, а также химических или биологических активных компонентов.
Средства управления включают в себя все системы, задействованные в управлении рабочими органами машин и оборудования (пускатели, кнопки, рычаги, тормозные системы, рулевое управление и т. д.).
Информативные средства служат для обеспечения операторов всей необходимой для работы информацией.
Рис. 2. Классификация технических средств безопасности и защиты работающих
К таким средствам относят соединенные с преобразователями (датчиками) индикаторы, табло, средства сигнализации (звуковой сигнал, стоп-сигнал, указатели поворота и т. п.), зеркала заднего вида, стеклоочистители, омыватели стекол и т. п.
Средства регулирования микроклимата (кондиционеры, отопители, вентиляторы, пылеотделители, аспирационное оборудование и др.) поддерживают требуемые параметры воздушной среды рабочей зоны оператора.
Дополнительные средства используют при техническом обслуживании или ремонте машин и ликвидации отклонений от нормального протекания технологического процесса. К таким средствам относят приспособления для настройки предохранительных муфт, очистки рабочих органов (крючки, чистики), огнетушители, лопаты и т. п.
Ограждения (кожух, капот, решетки, сетки, крышки, перила, барьеры, экраны, жалюзи, козырьки и т. д.) защищают оператора от механических воздействий движущихся и вращающихся частей, высоких или низких температур, повышенных уровней излучений, агрессивного действия химических веществ, биологических вредностей и излишней информации. По способу установки и особенностям эксплуатации ограждения подразделяют на съемные, открываемые и раздвижные; по времени эксплуатации — на постоянные, служащие неотъемлемыми частями машин или оборудования, и временные, устанавливаемые на период выполнения работ небольшой продолжительности на непостоянных рабочих местах.
Назначение и устройство буровых машин и механизмов
... имеющим твердого покрытия, и бездорожью. 3.1. Назначение и устройство буровых машин и механизмов. В комплект буровой установки входят: вышка для подвешивания талевой системы и ... монтировать буровую. 2.2 Состав буровой установки Скважину бурят при помощи буровой установки (рис.1), представляющей собой сплошной комплекс машин, механизмов, аппаратуры, металлоконструкций, средств контроля и управления, ...
Посредством блокировок можно предотвратить: пуск двигателя трактора при включенной передаче, начало движения при открытых дверях транспортного средства, включение рабочих органов при снятом ограждении, самопроизвольное включение рабочих органов и др.
Ограничители энергии служат для предотвращения появления в технических системах излишнего количества энергии, влекущего за собой развитие нестационарных режимов и экстремальных ситуаций. К ограничителям энергии жидкости и газов относят клапаны (предохранительные, взрывные, перепускные), мембраны, шайбы; механической энергии — предохранительные муфты, срезные шпонки, штифты и шпильки, регуляторы частоты вращения, концевые выключатели, ловители; электрической энергии — предохранители, защитно-отключающие устройства, плавкие вставки, заземляющие устройства, устройства защитного зануления и т. п.
3. ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ
Защитные устройства должны удовлетворять следующим требованиям:
- быть достаточно прочными, простыми в изготовлении и применении;
- исключать возможность травмирования;
- надежно фиксироваться в требуемом положении;
- не мешать при работе, техническом обслуживании или ремонте машин и механизмов.
Конструкция защитного устройства должна быть такой, чтобы при отказе его отдельных элементов действие других не прекращалось раньше завершения действия опасного производственного фактора. Средства защиты не должны снижать производительности труда и качества обработки, ухудшать условия наблюдения при выполнении трудовых операций.
Ограждают все потенциально опасные вращающиеся или движущиеся части машин, механизмов и оборудования (кроме тех, которые нельзя оградить с учетом их функционального назначения); зоны возможного выброса рабочего материала и инструмента; зоны факторов повышенной опасности (высоких температур, напряжений, излучений).
Защитные ограждения, приспособления и устройства должны исключать:
возможность соприкосновения работника с движущимися частями машины;
- выпадение или вылет обрабатываемых деталей (материалов), а также частей рабочих органов при их поломках;
- попадание в работающих частичек обрабатываемого материала;
- возможность травмирования при установке и смене рабочих органов, инструментов.
Внутренние поверхности защитных ограждений и посадочные места для них окрашивают в красный цвет, сигнализирующий об опасности в случае их открывания, а на наружной поверхности наносят предупреждающий знак. Для удержания ограждений при съеме и установке их снабжают рукоятками, скобами и другими устройствами, не допускающими самопроизвольного открывания во время работы. Ограждения должны отвечать эстетическим требованиям, быть компактными, пропорциональными, без выступающих крепежных деталей и острых углов.
Ограждения особо опасных рабочих органов или открывающиеся дверцы, крышки, щитки в этих ограждениях необходимо снабжать электрическими либо механическими блокирующими устройствами, обеспечивающими останов машин или оборудования при съеме или открывании ограждения. Дверцы или съемные крышки должны иметь приспособления, не допускающие их самопроизвольного открывания или смещения во время работы оборудования.
Ограждение ремней должно быть расположено возможно ближе к ним и быть шире их не менее чем на 50 мм.
Оградительные устройства чаще всего изготавливают в виде сплошных жестких щитов и кожухов из листовой стали толщиной не менее 0,8 мм либо листового алюминия толщиной не менее 2 мм, либо из прочной пластмассы толщиной не менее 4 мм. При необходимости осмотра ограждаемых механизмов или деталей оборудования ограждения снабжают смотровыми окнами из безопасного стекла толщиной не менее 4 мм. С этой же целью, а также для снижения массы конструкции ограждения выполняют с отверстиями. Они могут представлять собой решетки или сетки. Решетчатые и сетчатые ограждения необходимо располагать не ближе 50 мм от движущихся частей. Обычно размер ячеек сетки не превышает 10 х 10 мм. Если ограждение изготовлено из решетки (сетки), то расстояние от движущихся элементов до поверхности ограждения должно соответствовать следующим значениям:
|
Наибольший диаметр окружности, вписанной в отверстия решетки, мм |
8 |
8.. .25 |
25.. .40 |
|
|
Расстояние от движущихся элементов, мм |
15 |
120 |
200 |
|
На поточно-механизированных сварочных линиях соседние сварочные участки должны иметь несгораемые ограждения (перегородки), предохраняющие работающих от воздействия вредных и опасных факторов сварки.
Блокировки должны отвечать следующим требованиям:
- исключать возможность выполнения операций при незафиксированном рабочем материале или его неправильном положении (установке);
- не допускать самопроизвольных перемещений рабочих устройств, транспортных средств, механизмов подъема, поворота и других подвижных элементов.линий, оборудования;
- не допускать выполнения следующего цикла до окончания предыдущего;
- обеспечивать останов линии при снятии или открывании ограждения и входе человека в зону ограждения;
- обеспечивать невозможность пуска линии при снятых или открытых ограждениях, а также при нахождении человека в зоне ограждения;
- исключать возможность одновременного использования дублированных органов или пультов управления;
- обеспечивать останов при выходе исполнительных устройств оборудования за пределы запрограммированного пространства, отказе оборудования или выходе параметров энергоносителей за допустимые пределы;
- обеспечивать удержание заготовки и инструментов в случае неожиданного прекращения подачи электроэнергии, воздуха, масла и т. д.
Предохранительные клапаны и мембраны должны безотказно автоматически срабатывать при определенном заданном давлении и пропускать рабочую среду в таком количестве, которое исключало бы дальнейший рост давления в системе. Кроме того, предохранительный клапан должен быть постоянно закрыт при давлении, не нарушающем нормального течения технологического
процесса в системе, а также сохранять герметичность в закрытом состоянии.
Тормозные устройства должны иметь высокую надежность, большую износо- и теплостойкость, обеспечивать плавное торможение, быстрое размыкание тормоза, быть удобными в обслуживании.
4. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ. РАСЧЕТЫ
4.1 Ограждения
комбинированными.
Ограждения с отверстиями должны удовлетворять следующим условиям:
- при х>60, d ?0,1x;
при х?60, d?6,
где х — расстояние от частей оборудования, представляющих опасность для работающих, до ограждения, мм; d — диаметр отверстия, мм.
В ограждениях с отверстиями в виде многоугольников вписанные в них окружности должны удовлетворять тем же условиям, а любые диагонали многоугольников не должны превышать удвоенного диаметра окружности.
При выполнении некоторых работ используют автоматические ограждения. Они закрывают рабочую зону при работе на холостом ходу и во время обработки материала, открывая ее только на период загрузки заготовок и выгрузки готового изделия. Если применяют неавтоматизированное ограждение с ручной подачей материала, то момент силы, прикладываемый к заготовке для преодоления сопротивления подвижных частей ограждения, не должен превышать 30 Н * м.
При обработке хрупких материалов (чугуна, латуни, бронзы, текстолита и др.) на высоких скоростях резания стружка от станка разлетается на значительное расстояние (3…5 м).
При точении вязких материалов (сталей) для стружки характерны высокая температура (400…600 °С) и большая кинетическая энергия, вследствие чего она представляет серьезную опасность не только для работающего на станке, но и для находящихся вблизи лиц. Например, при токарной обработке повреждение глаз отлетающей стружкой, пылевыми частицами обрабатываемого металла, осколками режущего инструмента и частицами абразива превышает 50 % общего числа производственных травм. Вот почему ограждения должны иметь определенный запас прочности, гарантирующий безопасность рабочего и находящегося рядом обслуживающего персонала.
При расчете сплошных ограждений из металла по действующей ударной нагрузке определяют толщину стенки ограждения.
Для абразивного круга или вращающейся детали в случае их разрыва на две части ударная нагрузка на ограждение, Н,
Poгр = mкv2окр/2R0,
где mк — масса круга или детали, кг; vокp — окружная скорость вращения, м/с; R0 — радиус центра тяжести половины абразивного круга или детали, м.
Радиус центра тяжести, м, R0 =
|
4R3вн — r3 |
|
|
3рR2вн — r2 |
|
, где Rm — радиус внешней окружности круга или детали, м; г — радиус центрального отверстия крута или детали, м.
Ударная (центробежная) сила отлетающей детали, Н,
Pотл = mдv2д/r д ,
где mд — масса детали, части, кг; vд — скорость движения детали, части, м/с; rд — радиус кривизны траектории отрыва детали, части, м.
По найденному значению Рогр или Ротл (табл. 1) определяют толщину стенки ограждения.
1. Зависимость толщины стенки ограждения из листовой стали от ударной нагрузки
|
Ударная нагрузка, кН |
Толщина стенки ограждения, мм |
Ударная нагрузка, кН |
Толщина стенки ограждения, мм |
|
|
4,91 |
1 |
73,5 |
10 |
|
|
8,33 |
2 |
80,36 |
11 |
|
|
14,6 |
3 |
96,04 |
12 |
|
|
17,15 |
4 |
102,9 |
13 |
|
|
25,67 |
5 |
115,64 |
14 |
|
|
31,16 |
6 |
139,16 |
15 |
|
|
39,69 |
7 |
159,74 |
16 |
|
|
47,04 |
8 |
188,16 |
17 |
|
|
61,74 |
9 |
205,8 |
18 |
|
Сплошные ограждения, толщину стенок которых находят по указанному методу, могут быть заменены сетчатыми или решетчатыми после соответствующего расчета конструкции ограждения в зависимости от характера нагрузки (растяжение, изгиб, срез).
Для ограждений станков, расколов и элементов конструкций животноводческих ферм расчетное усилие, Н, развиваемое животным,
F= 40m ,
где т — масса животного, кг.
4.2 Предохранительные устройства
Устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию машин и оборудования посредством ограничения скорости, давления, температуры, электрического напряжения, механической нагрузки и других факторов, которые способствуют возникновению опасных ситуаций, называют предохранительными. Они должны срабатывать автоматически с минимальным инерционным запаздыванием при выходе контролируемого параметра за допустимые пределы.
Предохранителями от механических перегрузок служат срезные шпильки и штифты, пружинно-кулачковые, фрикционные и зубчато-фрикционные муфты, центробежные, пневматические и электронные регуляторы.
Шкив, звездочку или шестерню, расположенные на ведущем валу, соединяют с приводным (ведомым) валом срезными шпильками или штифтами, рассчитанными на определенную нагрузку. Если последняя превысит допустимое значение, то шпилька разрушается и ведущий вал начинает вращаться вхолостую. После устранения причины появления таких нагрузок срезанную шпильку заменяют новой.
Диаметр штифта, мм, предохранительной муфты, который обычно изготовляют из стали 45 или 65 Г,
где Mр — расчетный момент, Н*м; R — расстояние между осевыми линиями передающих валов и штифта, м; фср — предел прочности на срез, МПа (для стали 45 и 65 Г в зависимости от вида термообработки при статической нагрузке фср = = 145…185 МПа; при пульсирующей нагрузке фср = 105…125 МПа; при симметричной знакопеременной нагрузке фср = 80…95 МПа); для расчетов рекомендуют принимать меньшие значения.
Обычно расчетный момент Мр принимают на 10…20 % выше предельного допустимого момента Mпp, т. е.
Мр = (1,1…1,2)Мпр.
Муфты фрикционного типа автоматически срабатывают в случае превышения вращающего момента, на который их предварительно настраивают. Условие выключения, например, зубчато-фрикционной предохранительной муфты:
- где Mр — расчетный вращающий момент, Н м;
- Mпред — предельно допустимый вращающий момент, Н*м;
- а —угол наклона боковой поверхности кулачка (б = 25…35°);
- в —угол трения боковой поверхности кулачка (в = 3…5°);
- D — диаметр окружности точек приложения окружного усилия к кулачкам, м;
- d — диаметр вала, м;
- f1 —коэффициент трения в шпоночном соединении подвижной втулки (f1 = 0,1…0,15).
Предохранительные муфты для цепных и ременных передач сельскохозяйственных машин с зубчато-фрикционными шайбами стандартизированы.
Дизели, паровые и газовые турбины, детандеры снабжают регуляторами частоты вращения, в основном центробежного типа. Для предотвращения опасного для машины и обслуживающего персонала повышения частоты вращения коленчатого вала посредством ограничения подачи топлива или пара служит регулятор.
Концевые выключатели необходимы для предупреждения поломок оборудования, возникающих при переходе движущихся частей за установленные пределы, ограничения перемещения суппорта на металлорежущих станках, для пути движения груза в вертикальной и горизонтальной плоскостях при работе грузоподъемных механизмов и т. д.
Ловители применяют на грузоподъемных и транспортирующих машинах, в лифтах для удержания поднятого груза в неподвижном состоянии даже при наличии самотормозящих тормозных систем, которые при износе или неправильном уходе могут утратить свою работоспособность. Различают храповые, фрикционные, роликовые, клиновые и эксцентриковые ловители.
Во избежание превышения давления пара или газа используют предохранительные клапаны и мембраны. Предохранительные клапаны бывают по виду грузовыми (рычажными), пружинными и специальными; конструкции корпуса — открытые и закрытые; способу размещения — одинарные и двойные; высоте подъема — низкоподъемные и полноподъемные.
Рычажные клапаны (рис. 3, а) имеют относительно небольшую пропускную способность и при превышении давления сверх допустимого значения выбрасывают рабочий газ или пар в окружающую среду. Поэтому в сосудах, работающих под давлением
Рис. 3. Схемы предохранительных рычажных (о), пружинных (б) клапанов и мембран (в
токсичных или взрывоопасных веществ, обычно устанавливают пружинные клапаны закрытого типа (рис. 3, б), сбрасывающие вещество в специальный, соединенный с аварийной емкостью трубопровод. Регулируют рычажный клапан на предельно допустимое значение по манометру путем изменения массы груза т или расстояния b от оси клапана до груза. Пружинный клапан регулируют с помощью натяжного винта 1 , изменяющего усилие прижатия тарелки клапана 3 пружиной 2. Основной недостаток предохранительных клапанов — их инерционность, т. е. обеспечение защитного действия только при постепенном нарастании давления в сосуде, на котором они установлены.
Для определения проходного сечения предохранительных клапанов используют теорию истечения газов из отверстия. Рассмотрим следующую зависимость:
где Q — пропускная способность клапана, кг/ч; м — коэффициент истечения (для круглых отверстий м = 0,85); SK — площадь сечения клапана, см2; р — давление под клапаном, Па; g = 9,81 см/с2 — ускорение свободного падения; М — молекулярная масса газов или паров, проходящих через клапан; k = cpcv — отношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме (для водяного пара k= 1,3; для воздуха k = 1,4); Л —газовая постоянная, кДж/(кг*К), для водяного пара R = = 461,5 кДж/(кг*К); для воздуха R = 287 кДж/(кг*К); Т— абсолютная температура среды в защищаемом сосуде, К.
Подставив в последнюю формулу значения м, g, R и среднее значение k при известном значении Q, можно определить площадь сечения предохранительного клапана, см2,
SK=Q/(216pv M/T).
Число и суммарное сечение предохранительных клапанов находят из выражения. машина тормозной блокировочный дистанционный
ndкhк = kкQк/pк,
где п — число клапанов (на котлах паропроизводительностью ? 100 кг/ч допускается установка одного предохранительного клапана, при паропроизводительности котла более 100 кг/ч его снабжают не менее чем двумя предохранительными клапанами); dк — внутренний диаметр тарелки клапана, см (dк = 2,5…12,5 см); hк — высота подъема клапана, см; kк — коэффициент (для клапанов с малой высотой подъема при hк? 0,05dк kк = 0,0075; для полноподъемных клапанов при 0,05dк < hк? 0,25dк kк = = 0,015); Qк — производительность котла по пару при максимальной нагрузке, кг/ч; рк — абсолютное давление пара в котле, Па.
Для защиты сосудов и аппаратов от очень быстрого и даже мгновенного повышения давления применяют предохранительные мембраны (рис. 3, в и г), которые в зависимости от характера их разрушения при срабатывании делят на разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, отрывные и специальные. Наиболее распространены разрывные мембраны, разрушающиеся под действием давления, значение которого превышает предел прочности материала мембраны.
Мембранные предохранительные устройства изготовляют из различных материалов: чугуна, стекла, графита, алюминия, стали, бронзы и др. Тип и материал мембраны выбирают с учетом условий эксплуатации сосудов и аппаратов, на которые их устанавливают: давления, температуры, фазового состояния и агрессивности среды, скорости нарастания давления, времени сброса избыточного давления и др.
Для обеспечения работы мембраны необходимо определить толщину пластин мембраны в зависимости от значения разрушающего давления. Пропускная способность, кг/с, мембранных предохранительных устройств при повышении давления в защищаемом сосуде:
Qм=0,06Sрабpпрv M/Tг,
где Sраб — рабочее (проходное) сечение, см2; рпр — абсолютное давление перед предохранительным устройством, Па; Тг — абсолютная температура газов или паров, К.
Необходимая толщина рабочей части ломающейся мембраны, мм,
Рис. 4. Схема работы водяного затвора низкого давления: а — при нормальной работе: б— при обратном ударе; 1—запорный клапан; 2— газоотводящая трубка; 3 — воронка; 4— предохранительная трубка; 5— корпус; 6— контрольный клапан
b = ppdплkоп(4[уcp]),
где pр —давление, при котором должна разрушиться пластинка, Па; dm — рабочий диаметр пластины, см; kon — масштабный коэффициент, определяемый опытным путем (при d/b — 0,32 k — = 10… 15); [уср] — временное сопротивление срезу, МПа.
Толщина мембран, изготавливаемых из хрупких материалов,
b = 1,1rплvpp/[уиз]
где rпл — радиус пластины, см; [уиз] — предел прочности материала пластины на изгиб, Па.
К предохранительным устройствам, предотвращающим взрыв ацетиленового генератора, относят водяные затворы (рис. 4), не пропускающие пламя внутрь генератора. При обратном ударе пламени, возникающем, например, при зажигании газовой горелки, взрывчатая смесь попадает в завтор и вытесняет часть воды по газоотводящей трубке 2. Затем конец трубки 4 получит сообщение с атмосферой, избыток газа выйдет, давление нормализуется и устройство вновь начнет работать по схеме, приведенной на рисунке 4, а.
Для защиты электроустановок от чрезмерного повышения силы тока, которое может вызвать короткое замыкание, пожар и поражение человека, служат автоматические отключатели и предохранители.
4.3 Тормозные устройства
Тормозные устройства предназначены для удержания движущихся частей, поднятого груза; снижения скорости движения и останова машин, механизмов, спуска груза; поглощения энергии поступательно движущихся или вращающихся масс оборудования, машин, механизмов и груза.
По конструктивному исполнению тормозные устройства могут быть колодочными, ленточными, дисковыми и коническими; по схеме включения — открытого (торможение происходит от усилия, прилагаемого к рукоятке или педали), замкнутого (рабочие органы постоянно прижимаются специальным грузом, сжатой пружиной или поднимаемым грузом) типов и автоматические (включаются в работу без участия человека); по виду привода — механическими, электромагнитными, пневматическими, гидравлическими и комбинированными; по назначению — рабочими, резервными, стояночными и экстренного торможения.
При определении тормозного момента для повышения производительности машин необходимо стремиться к наибольшим допустимым замедлениям.
На машинах, приводимых в действие двигателями внутреннего сгорания, чаще всего применяют управляемые тормоза замкнутого типа с надежным стопорным устройством, а на грузоподъемных механизмах — автоматические тормоза замкнутого типа.
Тормоза надежнее устанавливать непосредственно на рабочем органе (барабане, колесе и т. п.), но конструкция тормоза в этом случае получается громоздкой. Для обеспечения компактности и разгрузки механизма от инерционных сил принято устанавливать тормоза на приводном валу, кинематически жестко связанном с валом рабочего органа.
Колодочные тормоза просты и надежны в работе, но сравнительно громоздки. Одноколодочные тормоза применяют в механизмах с ручным приводом, двухколодочные — для торможения валов, вращающихся в разных направлениях (тормозной вал при этом не испытывает поперечной нагрузки).
Ленточные тормоза применяют в сельскохозяйственных машинах, гусеничных тракторах, подъемных механизмах и т. п. Рабочими органами таких тормозов служат стальная лента, иногда обшитая фрикционным материалом, и шкив.
Дисковый тормоз представляет собой систему фрикционных дисков, из которых одни вращаются, а другие неподвижны или стопорятся при вращении в одну из сторон. В многодисковых тормозах при одном и том же осевом усилии можно получить большой тормозной момент.
Конический тормоз воспринимает тормозной момент корпусом с внутренней конической поверхностью, свободно посаженным на валу и вращающимся при подъеме груза. Для стопорения корпуса при обратном вращении (спуск) служит храповой механизм.
Управление тормозами вручную, а также с помощью гидравлических и пневматических устройств применяют в машинах, приводимых в движение от двигателя внутреннего сгорания, в кранах и сельскохозяйственных машинах, а управление с помощью электромагнита — в промышленных подъемно-транспортных механизмах.
Кроме рассмотренных ранее тормозных устройств используют реверсирование и электрическое торможение электродвигателей. Для реверсирования асинхронных электродвигателей служит реверсивный магнитный пускатель, контакторы которого сблокированы для предотвращения одновременного включения и, следовательно, короткого замыкания. Динамическое торможение асинхронных электродвигателей обычно применяют для точного останова нереверсированного электродвигателя.
Торможение противовключением возможно в схемах реверсивного и нереверсивного управления короткозамкнутыми асинхронными электродвигателями. Однако оно связано с повышенными потерями и нагревом, поэтому для нереверсивных асинхронных электродвигателей чаще всего применяют динамическое торможение, а для реверсивных — торможение противовключением.
4.4 Блокировочные устройства
Блокировкой называют совокупность методов и средств, обеспечивающих фиксацию частей машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется независимо от наличия или прекращения воздействия.
Ограждения, предохранительные, тормозные устройства и сигнализация не всегда обеспечивают требуемый уровень защиты работающего. Поэтому применяют блокировочные устройства, которые либо препятствуют неправильным действиям персонала (например, попытке оператора включить оборудование при снятом ограждении), либо предотвращают развитие аварийной ситуации, отключая определенные участки технологической системы или вводя в действие специальные сбрасывающие устройства.
По принципу действия блокировочные устройства подразделяют на механические, электрические, фотоэлектрические, электронные, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, радиационные и комбинированные, а по исполнению — на открытые, закрытые и взрывозащищенные. Их выбор зависит от особенностей окружающей среды.
Механические устройства связывают с помощью конструктивных элементов ограждения с тормозным или пусковым устройством или с тормозным и пусковым устройствами вместе. Однако из-за сложности конструкции и изготовления такие устройства не нашли широкого распространения.
Наиболее распространены электрические устройства. Основные элементы: преобразователь контролируемой величины в выходной сигнал, удобный для передачи и дальнейшей обработки; измерительно-командное устройство, определяющее величину и характер сигнала и выдающее команду на ликвидацию опасного режима; исполнительный механизм. Примером может служить блокировочное устройство заточного станка с контактами, выключающими электродвигатель при поднятии защитного экрана. При его опускании контакты замыкаются, включая станок. Электрическим блокировочным устройством, препятствующим пуску двигателя при включенной передаче, оснащают тракторы с пусковыми двигателями. Если рычаг коробки передач не установлен в нейтральное положение, то контактный прерыватель размыкает цепь питания первичной обмотки магнето, не давая возможности пустить пусковой двигатель.
Фотоэлектрические устройства срабатывают при пересечении светового луча, направленного на фотоэлемент. При изменении светового потока, падающего на фотоэлемент, в электрической цепи изменяется ток, который подается на измерительно-командное устройство, дающее, в свою очередь, импульс на включение исполнительного механизма защиты. Особенно эффективны блокирующие устройства, запирающие педаль или рукоятку пресса, пока руки рабочего находятся в опасной зоне. Благодаря компактности, отсутствию мешающих работе или ограничивающих рабочую зону элементов такие устройства применяют в прессах, штампах, гильотинных ножницах и др.; с их помощью устраивают ограждения опасных зон большой протяженности (до нескольких десятков метров) без механических узлов и конструкций.
Пневматические и гидравлические устройства применяют на агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: в насосах, компрессорах, турбинах и т. п. Основное преимущество таких устройств — их малая инертность. При возникновении аварийной ситуации в машинах с гидро- или пневмоприводом сопутствующий этому процессу поток жидкости или газа, воздействуя на специальный рычаг, перекрывает клапаны питающей среды.
Существуют блокировочные устройства, принцип работы которых основан на использовании ионизирующих свойств радиоактивных веществ. Источник слабого излучения в виде браслета надевают на руку работающего. При приближении руки к опасной зоне излучение улавливается и преобразуется в электрический ток. Ток подается на тиратронную лампу. Последняя передает импульс на реле, размыкающее цепь магнитного пускателя. Оборудование, которым управляет этот пускатель, останавливается.
5. СИГНАЛИЗАЦИЯ И ЕЕ ВИДЫ
Сигнализация безопасности — это средство предупреждения работающих о приближающейся или возникшей опасности. Системы сигнализации включают в себя специальные автоматические устройства, отключающие машину или установку в случае, если поданный сигнал не повлечет за собой выполнения в установленный отрезок времени определенных действий оператора по выводу оборудования на нормальный режим функционирования или приведению факторов окружающей среды к нормативным значениям. Сигнализирующие устройства служат для контроля давления, высоты, расстояния, вылета стрелы крана, температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, содержания в нем вредных веществ, уровня звукового давления, частоты вращения, параметров колебаний и т-, д.
По устройству сигнализации подразделяют на внешнюю (габаритные огни, стоп-сигналы, указатели поворота, фонари заднего хода и т. п.) и внутреннюю (контрольные лампы давления масла в двигателе, заряда аккумуляторной батареи, включения дальнего света фар, открытия дверей и т. д.; спидометр, тахометр, манометр давления воздуха в системе пневматических тормозов и др.); по принципу действия — на звуковую (сирены, свистки, зуммеры, звонки, мелодии, гудки), визуальную (световую, цветовую, знаки, надписи), одоризационную (осуществляемую с помощью специальных датчиков, улавливающих изменение запахов) и комбинированную; по характеру передачи сигнала — на непрерывную и пульсирующую; по назначению — на информационную, предупредительную, аварийную и ответную; по способу срабатывания — на автоматическую и полуавтоматическую.
Наиболее распространены световая и звуковая сигнализации. Световую сигнализацию применяют в качестве одного из основных средств обеспечения безопасности на механических транспортных средствах. Она служит для предупреждения водителей и пешеходов о маневрах, совершаемых тем или иным автомобилем, трактором или другими мобильными машинами. В электроустановках световая сигнализация оповещает о наличии или отсутствии напряжения, штатном режиме автоматических линий.
Звуковыми сигналами снабжают подъемно-транспортные установки; агрегаты, обслуживаемые группой работающих; сложные сельскохозяйственные машины с большим числом рабочих параметров, одновременно контролируемых оператором, и др. Например, звуковой сигнал автоматически включается на зерноуборочных комбайнах при забивании барабана молотилки или шнека. При обслуживании агрегата несколькими рабочими сигнал подается при его включении для предупреждения о принятии ими соответствующих мер безопасности. Звуковую сигнализацию применяют для оповещения работающих о достижении предельно допустимого уровня жидкости в каком-либо резервуаре, предельных температур и давления в различных установках, а также о превышении предельно допустимых концентраций или уровней вредных производственных факторов.
К сигнализационным устройствам относят: амперметры, вольтметры, манометры, термометры, тахометры, указатели уровня жидкости (водомерные стекла или поплавковые уровнемеры) и др.
Они постоянно действуют, и посредством постоянного или периодического наблюдения за стрелкой прибора или столбиком жидкости можно следить за давлением, температурой, частотой вращения, изменением уровня жидкости в сосуде и т. д., не допуская опасного превышения (понижения) значений контролируемых параметров.
6. СИСТЕМА ЦВЕТОВ И ЗНАКОВ БЕЗОПАСНОСТИ
Система цветов и знаков безопасности предназначена для выделения отдельных производственных объектов и зон по какому-либо признаку опасности, позволяя предупреждать несчастные случаи и аварии, не заменяя технических средств обеспечения безопасности и необходимости проведения мероприятий по безопасности труда. ГОСТ Р 12.4.026 «Цвета сигнальные и знаки безопасности» установлены характеристики сигнальных цветов, форма, размеры и цвета знаков безопасности, а также порядок их применения.
Сигнальные цвета означают: красный — запрещение, непосредственная опасность, обозначение средств пожаротушения; желтый — предупреждение, возможная опасность; зеленый — безопасность, разрешение; синий — указание, информация.
Для окрашивания используют следующие цвета:
- зеленый — эвакуационные знаки, знаки медицинского назначения и сигнальные лампы нормального режима работы оборудования;
- красный — внутренние поверхности корпусов и кожухов, ограждающих подвижные части машин и механизмов, двери шкафов с электрооборудованием;
- емкости с огнеопасным, взрывоопасным и легковоспламеняющимся содержимым;
- кнопки «Стоп», рычаги аварийного выключения;
- трубопроводы горячей воды;
- электрические машины;
- запрещающие знаки и знаки пожарной безопасности;
- сигнальные лампы тревоги, неисправности и аварийных режимов;
- символы опасного электрического тока;
- желтый — емкости для пестицидов и других опасных или токсичных веществ;
- перила;
- открытые вращающиеся части оборудования;
- точки смазывания машин и механизмов;
- предупреждающие знаки;
- кромки оградительных устройств, не полностью закрывающие опасные зоны (ограждения приводных цепей или ремней, кожух абразивного круга и т. п.);
- постоянные и временные ограждения или элементы ограждений, устанавливаемых на границах опасных зон;
- сигнальные лампы;
- синий — указательные и предписывающие знаки;
- места присоединения заземляющих устройств;
- места зачаливания или установки домкратов.
Знаки безопасности государственным стандартом разделены на следующие группы: запрещающие; предупреждающие;
- предписывающие;
- указательные;
- пожарной безопасности;
- эвакуационные;
- медицинского назначения.
Запрещающие знаки (см. форзац) запрещают или ограничивают какие-либо действия. Например, пользование открытым огнем, электронагревательными приборами, курение, проход, тушение водой, вход или проход с животными, включение, доступ посторонних, прием пищи, использование лифта для подъема или спуска людей и др.
Предупреждающие знаки (см. форзац) сигнализируют о возможной опасности. Например, о наличии легковоспламеняющихся, ядовитых, едких или коррозионных веществ, возможном падении груза, опасности поражения электрическим током, лазерном излучении, электромагнитном поле, горячей поверхности, вероятности затягивания между вращающимися элементами, травмировании рук и т. п.
Предписывающие знаки (см. форзац) разрешают определенные действия работников только при соблюдении конкретных требований безопасности труда: при использовании защитных очков, каски или шлема, защитных наушников, средств индивидуальной защиты органов дыхания, защитной обуви, защитных перчаток, защитной одежды; защитного щитка, предохранительного или страховочного пояса; при отключении штепсельной вилки и др. Знаки «Проход здесь», «Переходить по подземному переходу» и «Курить здесь» устанавливают в местах, где обеспечена безопасность выполнения этих действий. В случаях, которые не подходят под действие конкретного знака, устанавливают общий предписывающий знак.
Указательные знаки (см. форзац), как следует из их названия, указывают расположение определенного места или объекта (пункта или места приема пищи, питьевой воды и места для курения).
Знаки пожарной безопасности (см. форзац) устанавливают в местах расположения пожарного крана, пожарной лестницы, огнетушителя, телефона для использования при пожаре, нескольких средств противопожарной защиты, пожарного водоисточника, пожарного сухотрубного стояка, пожарного гидранта, кнопок включения установок или систем пожарной автоматики, звукового оповещателя пожарной тревоги. Их также применяют для обозначения направления движения.
Эвакуационные знаки и знаки медицинского назначения (см. форзац) устанавливают в местах расположения аптечки первой медицинской помощи, средств выноса (эвакуации) пораженных, пункта приема гигиенических процедур (душевой), пункта обработки глаз, медицинского кабинета, телефона связи с медицинским пунктом (скорой медицинской помощью), пункта или места сбора и других местах. Эти знаки служат также для информирования о направлениях движения при эвакуации («Направление к эвакуационному выходу налево», «Направление к эвакуационному выходу по лестнице вниз» и др.) и действиях в аналогичных случаях («Для открывания сдвинуть», «Для доступа вскрыть здесь», «Открывать движением от себя» и др.).
При необходимости уточнить, ограничить или усилить действие указанных выше знаков безопасности применяют вспомогательные знаки, имеющие цвет, соответствующий сигнальному цвету знака, вместе с которым их применяют. Эти знаки выполняют прямоугольной формы с поясняющей надписью.
7. ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЕ ПЛАКАТЫ И НАДПИСИ
Для профилактики производственного травматизма и профессиональной заболеваемости используют плакаты и предупредительные надписи.
Плакаты (см. форзац и рис. 9) можно подразделить по назначению на следующие группы:
- учебные — содержат сведения по вопросам безопасности труда учебного характера с целью представления материала для усвоения обучающимися в наглядном виде;
- инструктивные — предписывают отдельные нормы и правила безопасности или запрещают опасные приемы работы для формирования у работающих готовности к выполнению этих норм и правил;
- агитационно-пропагандистские — призывают к безопасному поведению и пропагандируют передовой опыт в области охраны труда;
- информационные — содержат различные сведения по охране труда (о структуре службы охраны труда, об издании новых книг по безопасности жизнедеятельности на производстве и т.
д.).
По художественному оформлению плакаты бывают шрифтовые, основной составной частью которых служит текст (с изображением или без него), и изобразительные (с текстом или без текста).
Для усиления эффективности воздействия плакатов и предупредительных надписей следует обращать внимание на актуальность темы и новизну сообщающейся информации. Разработчики должны хорошо знать аудиторию, к которой они обращаются (пол, возраст, профессию, преобладающие мотивы, потребности и т.д.).
Необходимо лаконично выражать идею, чтобы человек мог домыслить сам то, что не изображено и не написано. При возникновении иллюзии собственного мышления повышается действенность убеждения. Изображенная ситуация должна быть знакомой, типичной, а сам плакат — привлекательно оформленным с четко выраженной идеей. По идейной направленности различают три типа плакатов:
- основанный на обстоятельствах, вызывающих к себе положительное отношение;
Рис. 9. Плакаты по охране труда:
строящийся на сатирическом или драматическом показе негативного факта и его последствий;
- базирующийся на динамичном и напряженном противопоставлении отрицательного и положительного действий.
Надписи должны быть краткими и доходчивыми. Легче всего запоминаются надписи в виде короткого призыва, состоящие из трех—шести слов. При этом желательно ритмическое построение текста. Большой выразительностью отличается и инверсия — изменение обычного порядка слов с целью выделения главного смыслового элемента надписи. Используют неполные фразы (например, «Стой! Опасная зона»), в которых пропущенное слово подразумевают (в данном случае — впереди).
Следует помнить, что в тексте плаката должен отсутствовать назидательный тон.
8. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
В утвержденных Министерством труда и социального развития Российской Федерации Рекомендациях по планированию мероприятий по охране труда внедрение систем (устройств) автоматического и дистанционного регулирования производственного оборудования, технологических процессов, подъемных и транспортных устройств, применение промышленных роботов в опасных и вредных производствах в соответствии с требованиями стандартов — одна из первоочередных мер в обеспечении безопасности работающих.
Автоматизация производственных процессов предусматривает использование таких средств управления работой машин и оборудования, с помощью которых можно выполнять технологический процесс по заранее заданному режиму, в определенной последовательности и с установленной производительностью без физических усилий человека, но в основном под его контролем.
Различают частичную, комплексную и полную автоматизацию. Автоматизацию одной или нескольких не связанных операций производственного процесса называют частичной. Ее применяют в случаях, когда непосредственное управление сложным быстротечным процессом становится практически недоступным для человека или когда процесс ведется в условиях, опасных для жизни.
При комплексной автоматизации все звенья производственного процесса действуют в автоматическом режиме как единое целое, а человек контролирует их работу.
При полной автоматизации присутствие человека исключено из процесса управления производством и его функции выполняют машины. В этом случае ошибки, которые может допустить оператор, исключаются.
Дистанционное управление предназначено для управления технологическими процессами или производственным оборудованием с рабочих мест, расположенных за пределами опасной зоны. При этом оператор наблюдает за ходом выполнения работ визуально или с помощью средств сигнализации. Устройства дистанционного управления изготавливают в стационарном и передвижном вариантах. По принципу действия их подразделяют на механические, гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные. Их выбирают с учетом конструкции оборудования, степени опасности производственного фактора, необходимости точного соблюдения дистанции и др. Механические устройства используют при расположении оборудования на относительно небольшом расстоянии от пульта управления. Наиболее распространены электрические системы дистанционного управления из-за простоты их устройства и безынерционности.
В сельском хозяйстве применяют дистанционное управление на самоходных зерноуборочных комбайнах, при эксплуатации зерноочистительного, кормоприготовительного, навозоуборочного оборудования, кормораздатчиков, доильных установок, а также при выполнении процессов, связанных с использованием легковоспламеняющихся, взрывоопасных и токсичных веществ (при окраске машин, нанесении защитных покрытий, протравливании семян и др.).
ЛИТЕРАТУРА
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/tehnicheskie-sredstva-obespecheniya/
1. Безопасность жизнедеятельности / С. В. Белов, А. В. Ильницкая, А. Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С. В. Белова. — М.: Высшая школа, 1999. — 448 с.
2. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда / П. П. Кукин, В. Л. Лапин, Е. А. Подгорных и др. — М.: Высшая школа, 1999. — 318 с.
3. Беляков Г. И. Охрана труда. — М.: Агропромиздат, 1990. — 320 с.
4. Браун Дэвид Б. Анализ и разработка систем обеспечения техники безопасности. — М.: Машиностроение, 1979.—360с.
5. Денисенко Г. Ф. Охрана труда. — М.: Высшая школа, 1985. — 319 с.
6. Зайцев В. П., Свердлов М. С. Охрана труда в животноводстве. — М.: Агропромиздат, 1989. —368с.
7. Зотов Б. И., Курдюмов В. И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности. — М.: Колос, 1997. — 136 с.
8. Котик М. А. Психология и безопасность. —Таллин: Валгус, 1989. — 448с.
9. Луковников А. В., Милько П. И. Охрана труда. — М.: Агропромиздат, 1990. — 319с.
10. Луковников А. В., Шкрабак В. С. Охрана труда. — М.: Агропромиздат, 1991. — 319с.
11. Мариненко Н. В. Уроки безопасности. — М.: Профиздат, 1991. — 112с.
12. Маршалл В. Основные опасности химических производств. — М.: Мир, 1989.-672с.
13. Охрана труда в мясной и молочной промышленности / И. С. Анцыпович, Ю. Н. Виноградов, В. Н. Горюшкин и др.; Под ред. А. М. Медведева. — М.: Колос, 1992.-256с.
14. Охрана труда / Ф. М. Канарев, В. В. Бугаевский, М. А. Пережогин и др.; Под ред. Ф. М. Канарева. — М.: Агропромиздат, 1988. — 351 с.
15. Охрана труда в строительстве. Инженерные решения: Справочник / В. И. Русин, Г. Г. Орлов, Н. М. Неделько и др. — Киев: Будивэльник, 1990. — 208 с.
16. Средства индивидуальной защиты / Каминский С. Л., Смирнов К. М., Жуков В. И., Краснощекое Н. А. — Л.: Химия, 1989. — 400 с.
17. Топоров И. К. Основы безопасности жизнедеятельности. — СПб.: ЛТА, 1994. — 176с.
18. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска. — М.: Машиностроение, 1984.— 528с.
19. Шкрабак В. С. Охрана труда. — Л.: Агропромиздат, 1990. — 247 с.
