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提升機牀操作安全性的研究

欄目: 數控機牀 / 發佈於: / 人氣:1W

簡要介紹了國內外機牀安全設計、製造和操作的概況。以銑牀為例對其操作安全防護現狀進行了詳細分析,提出提升機牀操作安全標準的必要性,視安全質量與產品質量並重。推薦了標準貫徹實施的方案,促進與同行的共同交流。

提升機牀操作安全性的研究

20世紀90年代初,歐盟和美國將機牀設備的安全性能正式列為研究內容,目前己有較好的應用。他們將系統安全工程方法、安全人機工程學、可靠性及可維護性等結合起來,從機牀的結構設計、安全防護和提供使用信息3大方面來保證機器的安全性。國內雖然在可靠性及可維護性設計方面有研究,但還缺乏經驗,至於如何對機牀設備的安全性能評價及優化則是剛剛提出的概念,幾乎沒有人專門研究,而這些又正是目前機牀設計中所必須考慮的問題。歐盟和美國遵照系統安全工程方法,在20世紀90年代已相繼制定和頒佈了統一的機牀安全風險評價模式,旨在把危險消除在設計過程的每一個環節,使自己生產的機牀達到本質上的安全。而我國由於沒有相應的評估模式和安全設計規範,不能開展安全評估,即使進行過一些簡單的評估,也是在產品出來之後。這也是我國與歐美先進國家的差距之一。要想縮小此差距,提升機牀操作安全性,首先應保證操作的機牀具備可靠的安全性,也就是説產品的機電質量安全不單純是機械的、液壓的、電氣的等各自方面的質量安全,而是還要考慮通過聯鎖裝置、限位裝置、自動檢測裝置、安全標誌和安全色等全面的來保障產品整體上的質量安全性能並達到或高於有關標準要求;然後按有關規定進行評估;最後再按機牀操作安全標準要求進行正確操作,才能提升機牀操作的安全性。

1.機牀操作安全防護現狀和要求及現有機牀安全標準情況

1.1銑牀

銑牀分為普通銑牀和數控銑牀(含加工中心)。多年來普通銑牀的設計、製造一直不帶機牀安全防護罩、導軌防護罩等,操作手柄、手輪存在纏繞危險,運動部件存在擠壓、剪切危險,加工過程中切屑、冷卻液四處飛濺存在扎傷、噴傷、燙傷和滑倒等危險,未能實現人機隔離,機牀上的安全警告標誌也比較少,操作時存在安全隱患。近年來,因國家強制性標準的要求和出口商檢監督檢查限制,對出口普通銑牀進行了安全方面的改進,增加了簡易的機牀防護罩和其他安全防護功能,在説明書中補充了安全方面的內容,在基本結構不變的情況下儘可能完善其安全性。

數控銑牀(含加工中心)一般是高檔機牀,功能多、結構複雜、配置先進、加工精度高、生產效率高、自動化程度高,但產生的危險也多,所以製造商特別重視其安全質量的保證。通常從以下幾個方面考慮和研究:

(1)通過設計,儘可能排除或減少所有潛在的危險因素(即適當地選擇設計結構,儘量減少操作者介入危險區的需要,以限制其面臨危險等)。

(2)通過設計,對不能避免或充分限制的危險,採取必要的安全防護裝置(防護裝置、安全裝置)。

(3)對於無法通過設計排除或減少的,而且安全防護裝置對其無效或不完全有效的遺留危險,用信息通知和警告操作者(採用警告標誌、並在使用説明書中表述);需要特別注意的是機牀的安全信息是保證機牀安全的最後一道防線,但不能完全依靠安全信息來彌補設計的缺陷和解決機牀存在的危險和隱患。

所以,數控銑牀(含加工中心)均帶全封閉式機牀防護罩,導軌防護罩、自動排屑裝置、聯鎖保護、干涉區設置、安全警告標誌並配安全操作説明書等資料。在操作者熟悉機牀使用説明書安全部分內容和遵守相應安全操作規程的前提下操作是很安全的。

由於目前安全性試驗方面的標準欠缺,未能對防護裝置進行模擬試驗,僅靠多年的經驗數據設計板厚和結構,缺乏科學依據。一旦操作者因使用機牀而造成傷害時,製造商又不能提供與產品安全設計、安全製造、安全使用等方面有關的數據和資料,那麼製造商將承擔鉅額罰金。國內某個機牀廠銷往美國的機牀曾經發生了嚴重的人身傷害事故,舉證時提供不了機牀安全使用方面的相關資料,最終被判罰賠付操作者超過機牀本身價值數十倍的賠償金。所以安全性試驗方面的問題亟待解決。

1.2銑牀設計、製造和使用的安全標準

主要包括:

GB 2893—2008安全色;

GB 2894—2008安全標誌;

GB 5226.1—2008機械電氣安全 機械電氣設備第1部分:通用技術條件;

GB/T 8196—2003機械安全防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與製造一般要求;

GB 12265.1—1997機械安全防止上肢觸及危險區的安全距離;

GB 12265.2—2000機械安全防止下肢觸及危險區的安全距離;

GB 12265.3—1997機械安全避免人體各部位擠壓的最小距離;

GB/T 15706.1—2007機械安全 基本概念與設計通則 第1部分:基本術語、方法學;

GB/T 15706.2—2007機械安全 基本概念與設計通則 第2部分:技術原則與規範;

GB/T 16754—2008機械安全 急停 設計原則;

GB/T 16769—2008金屬切削機牀 噪聲聲壓級測量方法;

GB/T 16855.1—2008機械安全控制系統有關安全控制部件 第1部分:設計通則;

GB/T 16856.1—2008機械安全風險評價第1部分:原則;

GB/T 16856.2—2008機械安全風險評估 第2部分:實施指南和方法舉例;

GB/T 17454.1—2008機械安全 壓敏防護裝置 第1部分:壓敏墊和壓敏地板設計和試驗通則;

GB/T 17888.1—2008機械安全 進入機器和工業設備的固定設施第1部分:進入兩級平面之間的固定設施的選擇;

GB/T 17888.2—2008機械安全 進入機器和工業設備的固定設施第2部分:工作平台和通道;

GB/T 17888.3—2008機械安全 進入機器和工業設備的固定設施第3部分:樓梯、階梯和護欄;

GB/T 17888.4—2008機械安全 進入機器和工業設備的固定設施第4部分:固定式直梯;

GB/T 18153—2000機械安全 可接觸表面温度確定熱表面温度限值的工效學數據;

GB 18209.1—2010機械安全指示、標誌和操作第1部分:關於視覺、聽覺和觸覺信號要求;

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