Средства коллективной защиты. Классификация и назначение, специфика защитного действия

Для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов, создания необходимого микроклимата на рабочих местах применяются средства защиты работающих.

В целом средства защиты можно разделить в зависимости от конструктивного исполнения на:

1) локализирующие источник опасности в оборудовании;

2) технические средства внутри источника;

3) разделяющие (отделяющие) работника и источник опасности (экранирование);

4) защищающие рабочую зону;

5) непосредственно защищающие конкретного работника (СИЗ).

Средства защиты работающих классифицируются по ГОСТ 12.4.011-89 на следующие категории: средства коллективной защиты (СКЗ) и средства индивидуальной защиты (СИЗ).

Средства коллективной защиты предназначены для защиты от конкретного опасного или вредного фактора в данном помещении или на рабочем месте.

1 Коллективные

1.1 Оградительные

1.1.1стационарные (несъемные);

1.1.2подвижные (съемные);

1.1.3переносные (временные)

Оградительные средства предназначены для исключения возможности попадания работника в опасную зону: зону ведущих частей, зону тепловых излучений, зону лазерного излучения и т.д.

2 Предохранительные

2.1 наличие слабого звена (плавкая вставка в предохранитель);

2.2 с автоматическим восстановлением кинематической цепи

3 Блокировочные

3.1 механические;

3.2 электрические;

3.3 фото-электрические;

3.4 радиационные;

3.5 гидравлические;

3.6 пневматические;

3.7 пневматические

4 Сигнализирующие

4.1 по назначению (оперативные, предупредительные, опознавательные средства);

4.2 по способу передачи информации

4.2.1световая;

4.2.2звуковая;

4.2.3комбинированная

Сигнализирующие средства предназначены для предупреждения и подачи сигнала об опасности в случае попадания работающего в опасную зону оборудования.

Устройства автоматического контроля и сигнализации опасности, предназначенные для предупреждения операторов и других работающих о наступающей опасности или о произошедшей поломке, отказе и другой нештатной ситуации. Сигналы могут быть световые, звуковые, знаковые и в виде показаний прибора, и даже биомеханические. Для автоматического контроля служат предохранительные устройства, которые автоматически срабатывают, отключая оборудование или его узел при выходе какого-либо из параметров за предельно допустимые величины, и тормозные устройства, обеспечивающие возможность быстрой остановки производственного оборудования или отдельных его элементов; контролирующие ход технологического процесса и состояние оборудования в целом и его отдельных узлов, механизмов и деталей.

5 Средства защиты дистанционного управления

5.1 визуальная;

5.2 дистанционная

Предназначены для удаления рабочего места персонала, работающего с органами, обеспечивающими наблюдение за процессами или осуществление управления за пределами опасной зоны.

6 Специальные средства безопасности, характерные для каждого класса, например: вентиляционные и воздухоочистительные системы, кондиционеры, обогреватели, охладители; осветительные приборы и светозащитные устройства;

7 Звукопоглощающие и звукоизолирующие устройства, глушители шума, устройства виброгашения и виброизоляции, устройства заземления и зануления, изолирующие устройства и покрытия, нейтрализаторы, средства дезактивации, герметизирующие устройства, оборудование для дезинфекции, дезинсекции, стерилизации;

8 Знаки безопасности и сигнальные цвета, привлекающие внимание и напоминающие работникам об опасности и необходимости соблюдения мер безопасности.

Оградительные устройства

Устройство оградительное — это устройство защиты, устанавливаемое между опасным производственным фактором и работающим. Оградительные устройства могут быть выполнены в виде кожуха, дверцы, щита, планки. В оборудовании защитные ограждения предназначены в первую очередь для исключения случайного проникновения человека в зону движения деталей и механизмов.

Защитные ограждения включают:

• ограждения, предназначенные не допустить человека в опасную зону;

• ограждения для защиты человека от опасных выделений (выбросов, осколков, стружки и т.д.).

Согласно ГОСТ 12.2.062 оградительные устройства могут быть сплошными без отверстий и иметь смотровые окна, закрытые допускаемым к применению прозрачным материалом, или иметь отверстия, несущие функциональную нагрузку (для смазки, вентиляции и т. д.), а также не сплошными (перфорированными, сетчатыми, решетчатыми). Они могут быть стационарными и передвижными.

Конструкция ограждения должна соответствовать функциональному назначению и конструктивному исполнению оборудования, на котором оно будет установлено, а также условиям, в которых оборудование будет эксплуатироваться.

Для ограждения передач привода (клиноременных, цепных, зубчатых) используются сплошные, сетчатые, перфорированные кожухи, выполненные в виде шкафа с дверцами, снабженные блокировочным устройством или запором под специальный ключ. Такие ог­радительные устройства обеспечивают эффективную изоляцию передач, особенно в тех случаях, когда по техническим причинам in возможно их полное укрытие. Доступ к опасным узлам (сушильные камеры, элементы привода, опасные рабочие органы, расположенные в корпусе машины) осуществляется через дверцы, сблокированные с приводом машины.

Шнеки, как травмоопасное производственное оборудование, закрываются со всех сторон стационарным сплошным кожухом. Дверцы (щиты) кожухов шнеков выполняются стационарными или накидными, запираются специальным ключом и имеют блокировку Загрузочные воронки выполняются так, чтобы через них невозможно было проникнуть к опасному органу.

Ограждения муфт выполняются в виде стационарного сплошного (сетчатого, перфорированного, решетчатого) кожуха. Если габариты двигателя и редуктора различаются, ограждение должно быть оснащено боковыми стенками. Если доступ в опасную зону во время нормальной работы не требуется, то устанавливают неподвижные защитные ограждения. Если подвижное защитное ограждение фиксируется в определенном положении, и его невозможно снять или открыть без применения инструментов (рис. 5.4.).

В других случаях, когда требуется доступ оператора в опасную зону (для наладки, поиска неисправностей и др.), могут быть применены съемные защитные ограждения, защитные ограждения с блокировкой, автоматически закрываемые защитные устройства, защитные устройства с реакцией на приближение. Съемные ограждения устанавливают при необходимости перефирического доступа к движущимся частям — для настройки и регулировки оборудования; 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 пни несущим конструкциям.

Защитное ограждение с блокировкой исключает опасные функции машины. Такие ограждения могут быть исполнены с функцией фиксации закрытия, т. е. они остаются закрытыми и заблокированными до тех пор, пока не будет исключена опасность травмирования. Схема такого устройства представлена на рис. 5.5. С помощью специальных датчиков 1, 2 передается информация о вращении pабочего органа машины 3 на систему управления 8, 9 и исполнительное устройство 5, 6. Защитное ограждение 4, таким образом, бум находиться в состоянии «закрыто» до полного останова рабочей органа. Безопасный доступ в рабочую зону подтверждается сигнальным устройством 7.

Рис. 5.4. Неподвижные защитные ограждения: a — соединительных муфт; б — клиноременных передач; в — зубчатых передач; г — концов вращающихся валов; д — цепных передач; е — бара­банов ленточных или пластинчатых конвейеров, где 1 — муфта; 2 — ог­раждение; 3 - кожух; 4 - зубчатая передача; 5 - линия натяжения рем­ня; 6 — шкивы; 7 — вал; 8 — ограждение; 9 — барабан; 10 — контур огра­ждения; 11 — металлическая сетка

Рис. 5.5. Защитное ограждение с блокировкой: 1 — герметизированный контакт; 2 — постоянный магнит; 3 — рабочий орган машины; 4 — ограждение опасной зоны; 5 — контакт разрыва цепи питания; 6 - исполнительное устройство; 7 - сигнальное устройство; 8 — электронный блок управления; 9 — блок питания

Автоматически закрываемые ограждения приводятся в действие с помощью специальных устройств, например, после прохождения обрабатываемого материала к режущему инструменту автоматически закрывается открытая (рабочая) часть инструмента. Такое ограждение не допускает попадания рук станочника в опасную зону.

Устройства ограждения могут одновременно выполнять роль стружко- и пылеприемников, предотвращать запыленность и загазованность рабочих мест, исключать воздействие тепловых и электромагнитных излучений на рабочих местах, в отдельных случаях снижать шум и т. д. Такие ограждения называют комбинированными или совмещенными (например, ограждения фрез, круглых пил, ножевых валов, головок, сверл, заточных и шлифовальных кругов).

Устройства ограждения должны удовлетворять следующим технологическим и конструктивным требованиям: не разрушаться при разрыве или поломке закрываемых или движущихся деталей или режущих инструментов, не сдвигаться с места и не деформироваться под воздействием определенных усилий; 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, пыли) и др. Кроме того, ограждения не должны вызывать дополнительного шума и вибрации, а также должны отвечать требованиям технической эстетики. Ограждения окрашивают в соответствии с ГОСТ 12.4.026 «Цвета сигнальные и знаки безопасности промышленных предприятий».

Предохранительные защитные средства.

В зависимости от характера опасного фактора различают предохранительные устройства, защищающие от выхода за установленные предельные значения:

• величины рабочего давления;

• величины электрического тока, напряжения и другие параметры электроустановки;

• скорости движения;

• величины перемещения;

• Загазованности производственной атмосферы;

• величины веса;

• величины передаваемого усилия;

• величины температуры.

Для защиты машин от избыточного давления используют предохранительные клапаны, разрывные мембраны.

Предохранительные клапаны прямого действия пружинные, рычажно-грузовые различают по высоте подъема золотника (малого, среднего и большого подъема золотника). Обратные клапаны пропускают газ (жидкость) в одном направлении и предохраняют движение газа (жидкости) в обратном направлении.

Защитное отключение электроустановки - это система обеспечения безопасности путем автоматического отключения электроустановки при возникновении аварийной ситуации (повреждений), вызывающей опасность поражения людей. Такими опасными отклонениями являются: снижение сопротивления изоляции, замыкание на землю и др.

Защитными средствами от опасных отклонений величин скорости и перемещений механизмов служат тормозные устройства. Тормоза подразделяются:

• По конструкции: ленточные, колодочные, дисковые, грузоупорные, центробежные.

• По характеру действия: автоматические, управляемые, разомкнутые, замкнутые.

• По приводу: электрические, гидравлические, пневматические, механические, электромагнитные и комбинированные.

В грузоподъемных машинах используются спускные тормоза для торможения и остановки груза. Стопорные тормоза обеспечивают удержание груза, машины в заданном положении, остановку оборудования. Регуляторы скорости позволяют поддерживать заданную скорость вращения валов машин, скорость перемещения груза. Автоматические тормоза срабатывают при отклонении величины скорости (вращения, спуска), величины на­тяжения каната.

Тормозные устройства механического торможения — это в основном колодочные тормоза. Колодочные тормоза проектируются и изготовляются в двух вариантах: автоматического действия и управляемые вручную.

К механическим тормозам относятся также ленточные, дисковые и конусные. Ленточные тормоза, как правило, должны применяться в строительных лебедках, экскаваторах, металлорежущих станках, подъемно-транспортном оборудовании.

Дисковые тормозные устройства применяются там, где необходима поверхность трения большая, чем у колодочных тормозов, и возможна защита от пыли, грязи, влаги. В механизмах с машинным приводом, там, где необходимы компактные конструкции, примени-1 мы дисковые и конусные тормозные устройства.

В оборудовании, где предъявляются повышенные требования к надежности работы тормозных устройств, могут быть применены колодочные тормоза с короткоходовыми электромагнитами клапанного типа, работающие на постоянном токе.

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

Кроме рассмотренных тормозных устройств, применяют реверсирование и электрическое торможение двигателей.

Характеристикой тормозов является коэффициент запаса торможения, который определяется отношением момента, создаваемого тормозом, к статическому моменту на тормозном валу от наибольшего рабочего груза. Величина коэффициента запаса торможения принимается с учетом режима и ответственности работы, рода привода.

Защита от загазованности производственных помещений токсичными и пожаровзрывоопасными газами достигается с помощью устройств, которые при достижении опасной концентрации прекращают поступление на производственный участок опасного вещества. Для этой цели вблизи оборудования устанавливаются стационарные газоанализаторы. При оценке концентрации используются различные методы: фотоколориметрический, на основе цветных реакций; термокондуктометрический, с использованием принципа измерения теплопроводности газовой смеси; оптический, по изменению оптических свойств анализируемого производственного воздуха.

В качестве контролируемого параметра, при котором срабатывает автоматическая защита, прежде всего принимается концентрация взрывоопасных веществ в воздухе помещений. Автоматическая защитная система состоит из датчиков, логического устройства для оценки сигнала, усилителя сигналов, устройства сигнализации и исполнительного механизма для проведения необходимых переключений. В случае прекращения подачи элек­троэнергии и сжатого воздуха исполнительный механизм автоматической системы должен устанавливать регулирующие органы в положение, исключающее возникновение аварий.

Защиту машин от перегрузок (поднимаемого груза, передаваемого усилия) обеспечивают разнообразные ограничители грузоподъемности, введенные в кинематическую цепь, слабое звено.

Для ограничения грузоподъемности кранов и исключения их поломки и аварии используются ограничители грузоподъемности, отключающие подъемный механизм при превышении нормативного веса.

Использование слабого звена, которое разрушается при превышении номинальной нагрузки, исключает поломку машины. В качестве слабого звена применяются срезные штифты и шпонки на валах, передающих крутящие моменты. При избыточных крутящих моментах штифты и шпонки срезаются, чем предотвращают разрушение машины. Восстановление кинематической цепи осуществляется заменой срезанного штифта (шпонки). Фрикционные муфты при превышении нормативной величины крутящего момента обеспечивают проскальзывание дисков, чем исключается поломка машины. При нормализации крутящего момент кинематическая цепь автоматически восстанавливается.

Защита от нарушения параметров теплового режима технологического процесса достигается с помощью тепловых реле, которые отключают двигатель компрессора при превышении температуры сжатого воздуха, чем предотвращается взрыв в ресивере.

Блокировочные устройства не являются физическим препятствием для проникновения работника в опасную зону оборудования. Блокировочные устройства срабатывают при ошибочных действиях работника или опасных изменениях режима работы машин, при по­ступлении информации о наличии опасности травмирования через имеющиеся чувствительные элементы контактным и бесконтактным способами. Отсутствие блокировочных устройств является причиной большинства несчастных случаев, связанных с обслуживанием передач привода. Работники открывают ограждение передач привода на ходу машины и травмируются открытыми передачами.

В технологических процессах применяют ограничительное блокировочное устройство, срабатывающее при нарушении параметров технологического процесса или режима работы производственного оборудования, установки или аппарата. Блокировки безопасности подразделяются по назначению, по конструкции, по исполнению. По назначению можно выделить следующие виды блокировок:

—блокировки ограждений опасных зон (барьеров, экранов, кожухов др.);

—блокировки дверей опасных зон (распределительных устройств, электрошкафов, шахт лифтов, кабин кранов, помещений опасных и взрывоопасных и др.);

—блокировки органов включения (механизмов резания и подачи станков, механизмов многосекционных транспортеров (конвейеров), вытяжной и приточной систем вентиляции, аварийной и рабочей вентиляций, дверей и воздушных тепловых завес, аварийного и рабочего освещения и др.);

—блокировки опасных зон, которые по условиям работы невозможно закрыть ограждением полностью или частично. Например, при работе на прессах, гильотинных ножницах, бумагорезательных машинах и т. п. опасное пространство от проникновения рук в опасную зону защищают параллельно направленным опасной зоне световым потоком или устраивают включение двумя руками, во время рабочей операций обе руки заняты, освобождение одной руки приводит к остановке пресса. По конструкции блокировки подразделяются на: механические, электрические, фотоэлектрические, радиационные, пневматические, гидравлические и комбинированные. По исполнению — на открытые, закрытые и взрывозащищенные. Исполнение выбирают по особенностям окружающей производственной среды.

Механические блокировочные устройства устанавливаются в узлах с любой массой и скоростью рабочих органов. Они основаны на принципе разрыва кинематической цепи. Имеется ряд механических блокировочных устройств, предназначенных для предотвраще­ния опасности при нахождении рук оператора в рабочей зоне, которые могут использоваться в различных производствах. Могут быть использованы электромеханические блокировочные устройства, в которых используется взаимодействие механического элемента с электрическим, в результате чего отключается система управления машиной.

Электрические блокировочные устройства используются в узлах, где отключение электрической цепи приводит практически к мгновенной остановке рабочих органов, т. е. имеющих невысокую скорость, малую массу или снабженных совершенной тормозной системой.

В пожаро- и взрывоопасных производствах могут быть применены струйные устройства для защиты рук от попадания в опасную зону оборудования. Принцип их работы в следующем: при пересечении рукой работающего струи воздуха, истекающей из управляющего сопла, восстанавливается ламинарная струя между другими соплами, переключающими логический элемент, который подает сигнал на остановку рабочего органа, предотвращая травмирование руки рабочего. Такие устройства невосприимчивы к запыленности, сотрясениям и вибрациям.

Работа бесконтактных блокировочных устройств основана на фотоэлектрическом эффекте, ультразвуке, изменении амплитуды колебаний, температуры, скорости истечения воздушных струй и т. д. Датчики, передающие сигнал на исполнительные элементы при пересечении работающими границы опасной зоны оборудования, контролируют и преобразуют параметры, являющиеся, как правило, величинами неэлектрическими (например, индуктивное реле близости).

К этим устройствам относится защита опасной зоны световым невидимым потоком, направленным на фотоэлемент или фотосопротивление перед опасной зоной. Пересечение светового потока в случае проникновения в опасную зону вызывает отключение — ос­тановку оборудования. Такие устройства могут монтироваться вместе с оборудованием разработчиком, а также могут быть установлены потребителем. Схема светолокационных блокирующих устройств показана на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Схема фотоэлектрической блокировки: 1 — фотоэлемент; 2 — световая завеса; 3 - линза; 4 — источник света; 5 — сеть источника питания; 6 — понижающий трансформатор; 7- выпрямитель; 8 — электромагнит и сигнальная лампочка

Блокировочные устройства могут работать вместе с сигнализацией о состоянии опасной среды (токсичной или взрывоопасной), где одновременно с сигналом опасности подается импульс соответствующему исполнительному механизму на ликвидацию опасного режима (например — включение аварийной вентиляции, отключение всей установки или насосов, подающих токсические материалы; перекрытие трубопроводов и отключение емкостей и др.).

Сигнализационные устройства

Согласно ГОСТ 12.2.062 сигнализация звуковая, цветовая, световая и знаковая является одним из звеньев непосредственной связи между машиной и человеком. Она способствует облегчению труда, рациональной организации рабочего места и безопасности работы. Сигнализация на стационарном, передвижном оборудовании предупреждает обслуживающий персонал о режимах работы машин и механизмов или наступающей или наступившей опасности, что очень важно для своевременного принятия необходимых мер.

Устройства автоматического контроля и сигнализации предназначены для контроля передачи и воспроизведения информации (цветовой, звуковой, световой и т. д.) с целью привлечь внимание работающих при появлении или возможном возникновении опасного производственного фактора.

Для оценки эффективности устройств автоматического контроля и сигнализации используются понятия: продолжительность, информативность, расположение, надежность и многофункциональность.

Схема устройства автоматического контроля, сопряженного с сигнализационным устройством, представлена на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Схема ультразвукового сигнализатора уровня контролируемой жидкости: 1 — контролируемая жидкость; 2 — излучающий преобразователь; 3 — приемник-преобразователь; 4 — корпус датчика; 5 — генератор импульсов; 6 — усилитель; 7 — генератор задержанных импульсов; 8 — ключевое устройство; 9 — индикаторное устройство

При запуске поточных, автоматических, полуавтоматических линий, состоящих из нескольких машин, а также установок, обслуживаемых двумя и более рабочими (операторами), их оборудуют сигнализацией, предупреждающей о пуске. Пуск таких установок в соответствии с требованиями безопасности без предварительного сигнала, а в отдельных случаях — без ответного сигнала недопустим.

Для световой сигнализации используют мигающие лампочки; мигающий свет; подсветку табло с надписью, указывающей характер опасности. Сигналы звукового оповещения должны быть на 10 дБ выше уровней шума в цехе.

Аварийная сигнализация предупреждает о возникновении аварийной ситуации и о необходимости выполнения противоаварийных мероприятий.

Дистанционное управление. На производствах с тяжелыми условиями труда (работы с радиоактивными, взрывоопасными, токсичными веществами) для удаления персонала из опасной зоны используется дистанционное управление. Управление производственным процессом осуществляется с использованием телеметрии и телевидения, которые позволяют наблюдать труднодоступные зоны, зоны повышенной опасности, где недопустимо присутствие человека.

Эффективность дистанционного управления определяется оптимальностью набора контролируемых параметров технологического процесса, полнотой и объективностью отражения состояния технологического процесса. Вместе с тем объем информации не должен быть избыточным.

Следует использовать дистанционную систему управления, в основу которой заложен дистанционный способ предоставления информации оператору и передачи управляющих сигналов. Управление осуществляется с пульта, расположенного в защищенном командном пункте.

Командные устройства системы управления должны быть сконструированы и размещены так, чтобы исключалось непроизвольное их перемещение и обеспечивалось надежное, уверенное и однозначное манипулирование, в том числе при использовании работающих средств защиты.

Командные устройства системы управления выполняются так, чтобы их форма, размеры и поверхность контакта с работающим соответствовали способу захвата или нажатия.

Система управления должна включать средства сигнализации и другие средства информации, предупреждающие о нарушениях функционирования производственного оборудования, приводящих к возникновению опасных ситуаций.

Командные устройства системы управления располагаются вне опасной зоны, за исключением органов управления, функциональное назначение которых (например, органов управления движением робота в процессе его наладки) требует нахождения работающего в опасной зоне; при этом должны быть приняты дополнительные меры по обеспечению безопасности (например, снижение скорости движущихся частей робота).

Поиск по сайту: