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機(jī)械安全-基本概念與設(shè)計(jì)通則-第部分:技術(shù)原則GB 作者: 日期:機(jī)械安全 基本概念與設(shè)計(jì)通則 第2部分:技術(shù)原則GB/T15706.2-2007/ISO12100-2:2003代替GB/T15706.2-1995 機(jī)械安全 基本概念與設(shè)計(jì)通則 第2部分:技術(shù)原則Safety of machinery-Basic concepts, general principles for design-Part2:Technical principles目次前言引言1 范圍2 規(guī)范性引用文件3 術(shù)語和定義4 本質(zhì)安全設(shè)計(jì)措施5 安全裝置與補(bǔ)充保護(hù)措施6 使用信息參考文獻(xiàn)前言GB/T 157066機(jī)械安全基本概念與設(shè)計(jì)通則由兩部分組成:第1部分:基本術(shù)語和方法;第2部分:技術(shù)原則。本部分為GB/T 15706的第2部分。本部分等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12100-2:2003機(jī)械安全基本概念與設(shè)計(jì)通則第2部分:技術(shù)原則(英文版),并按照我國標(biāo)準(zhǔn)的編寫規(guī)則GB/T 1.1-2000做了編輯性修改。本部分代替GB/T 15706.2-1995機(jī)械安全 基本概念與設(shè)計(jì)通則 第2部分:技術(shù)原則與規(guī)范。本部分由全國機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC 208)提出并歸口。本部分負(fù)責(zé)起草單位:機(jī)械科學(xué)研究總院中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心。本部分參加起草單位:南京食品包裝機(jī)械研究所、長春試驗(yàn)機(jī)研究所、吉林安全科學(xué)技術(shù)研究院、中國食品和包裝機(jī)械總公司、中聯(lián)認(rèn)證中心、廣東金方圓安全技術(shù)檢測(cè)有限公司。本部分主要起草人:聶北剛、李勤、居榮華、王學(xué)智、寧燕、肖建民、王國扣、隰永才、張曉飛、富銳、程紅兵、孟憲衛(wèi)、張一寧。本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為:GB/T 15706.2-1995。引言GB/T 15706的首要目的是為設(shè)計(jì)者提供總體框架和指南,使其能夠設(shè)計(jì)出在預(yù)定使用范圍內(nèi)具備安全性的機(jī)器。同時(shí)亦為標(biāo)準(zhǔn)制定者提供標(biāo)準(zhǔn)制定的策略。機(jī)械安全的概念是指在風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)被充分減小的機(jī)器的壽命周期內(nèi),機(jī)器執(zhí)行其預(yù)定功能的能力。本部分是機(jī)械安全系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。該系列標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)為:A類標(biāo)準(zhǔn)(基礎(chǔ)安全標(biāo)準(zhǔn)),給出適用于所有機(jī)械的基本概念、設(shè)計(jì)原則和一般特征。B類標(biāo)準(zhǔn)(通用安全標(biāo)準(zhǔn)),涉及機(jī)械的一種安全特征或使用范圍較寬的一類安全防護(hù)裝置:a) B1類,特定的安全特征(如安全距離、表面溫度、噪聲)標(biāo)準(zhǔn);b) B2類,安全裝置(如雙手操縱裝置、聯(lián)鎖裝置、壓敏裝置、防護(hù)裝置)標(biāo)準(zhǔn)。C類標(biāo)準(zhǔn)(機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)),對(duì)一種特定的機(jī)器或一組機(jī)器規(guī)定出詳細(xì)的安全要求的標(biāo)準(zhǔn)。本部分屬于A類標(biāo)準(zhǔn)。若C類標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容偏離本標(biāo)準(zhǔn)第2部分或B類標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,則以C類標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。建議將本部分納入培訓(xùn)課程和手冊(cè),以便設(shè)計(jì)者掌握基本術(shù)語和通用設(shè)計(jì)方法。本部分起草時(shí)已參照了ISO/IEC指南51安全特征關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)中該類條款的指南的內(nèi)容。機(jī)械安全基本概念與設(shè)計(jì)通則 第2部分:技術(shù)原則1 范圍本部分規(guī)定了幫助設(shè)計(jì)者在機(jī)械設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)安全的技術(shù)原則。在解決具體問題時(shí),GB/T 15706.2應(yīng)與GB/T 15706.1共同使用。GB/T 15706的兩個(gè)部分可以獨(dú)立于其他文件單獨(dú)使用,或作為制定其他A類標(biāo)準(zhǔn)、B類或C類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。本部分不涉及對(duì)家畜、財(cái)產(chǎn)或環(huán)境造成的損害。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過GB/T 15706的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分,然而,鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本部分。GB 5226.1-2002 機(jī)械安全 機(jī)械電氣設(shè)備 第1部分:通用技術(shù)條件(IEC 60204-1:2000,IDT)GB/T 15706.1-2007 機(jī)械安全 基本概念與設(shè)計(jì)通則 第1部分:基本術(shù)語和方法(ISO 12100-1:2003,IDT)3 術(shù)語和定義GB/T 15706.1-2007中確立的術(shù)語和定義適用于本部分。4 本質(zhì)安全設(shè)計(jì)措施4.1 概述本質(zhì)安全設(shè)計(jì)措施是風(fēng)險(xiǎn)減小流程中的第一步也是最重要的步驟。這是因?yàn)楸M管所采取的保護(hù)措施作為機(jī)器固有部分可能是有效的,然而經(jīng)驗(yàn)表明即使設(shè)計(jì)得再好的安全防護(hù)也可能失去作用或被違反,甚至使用信息不被遵循。本質(zhì)安全設(shè)計(jì)措施是通過適當(dāng)選擇機(jī)器的設(shè)計(jì)特性和(或)暴露人員與機(jī)器的交互作用,消除危險(xiǎn)或減小風(fēng)險(xiǎn)而達(dá)到的。注:當(dāng)僅通過本質(zhì)安全設(shè)計(jì)措施不足以達(dá)到減小風(fēng)險(xiǎn)時(shí),第5章給出了為達(dá)到減小風(fēng)險(xiǎn)的目的要采用的安全防護(hù)和附加措施(見GB/T 15706.1-2007第5章中的設(shè)計(jì)三步法)。4.2 幾何因素和物理特性的考慮4.2.1 幾何因素幾何因素可以是,如:所設(shè)計(jì)的機(jī)械的形狀,使得從操縱位置上對(duì)工作區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)的直接觀察范圍最大,如減少盲點(diǎn)、考慮人類視覺的特點(diǎn),在必要處選擇和安置間接觀察裝置(例如鏡子)。尤其是當(dāng)安全操作需要操作者長期進(jìn)行直接控制時(shí),例如:a) 移動(dòng)式機(jī)器的行走和工作區(qū)域;b) 提升載荷或人員的提升機(jī)械的運(yùn)行區(qū);c) 物料處理時(shí),手持式或手導(dǎo)式機(jī)器的工具的接觸區(qū)域。機(jī)器的設(shè)計(jì)應(yīng)使在主控制位置上的操作者能確保危險(xiǎn)區(qū)中沒有暴露人員:機(jī)械零部件的形狀和相對(duì)位置。例如:通過加大運(yùn)動(dòng)部件之間的最小間距來避免擠壓和剪切危險(xiǎn),使得人體的相應(yīng)部分可以安全地進(jìn)入,或通過減小間距使人體的任何部分不能進(jìn)入其中(見GB 12265.1、GB 12265.2、GB 12265.3)。要避免銳邊、尖角和凸出部分。目的是不允許人員可靠近的機(jī)械部分存在有銳邊、尖角、粗糙面、可能造成傷害的凸出部分以及可能“鉤刮”人體部位或衣服的開口。特別對(duì)金屬薄板,其邊緣應(yīng)除去毛刺、折邊或倒角。對(duì)可能造成“鉤刮”的管口端,應(yīng)進(jìn)行包覆。所設(shè)計(jì)的機(jī)器的形狀,要保證合理的操作位置及手動(dòng)控制裝置(致動(dòng)機(jī)構(gòu))的可接近性。4.2.2 物理特性物理特性可以是,如:對(duì)致動(dòng)力的限制,使其足夠低,保證所致動(dòng)的部件不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械危險(xiǎn)。對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量和(或)速度及其動(dòng)能的限制。根據(jù)排放源特性,對(duì)其排放的限制:a) 從聲源減小噪聲的措施(見ISO/TR 11688-1);b) 從振動(dòng)源減少振動(dòng)的措施,包括諸如重新分配或附加質(zhì)量以及改變過程參數(shù),例如:運(yùn)動(dòng)的頻率和(或)振幅等(手持式和手導(dǎo)式機(jī)械,見CR 1030-1);c) 減少危險(xiǎn)物質(zhì)排放的措施,例如:使用更安全的物質(zhì)或使用降低粉塵的工藝;d) 減少放射源輻射的措施,例如:避免使用危險(xiǎn)放射源,在滿足機(jī)器正常功能的情況下將輻射功率限制在最低水平,通過設(shè)計(jì)使放射源射線束集中于目標(biāo)之上,加大放射源和操作者之間的距離或提供遠(yuǎn)程操作裝置;e) 5.4.5中給出的減小非電離輻射的措施(見:EN 12198-1和:EN 12198-3)。4.3 機(jī)械設(shè)計(jì)的通用技術(shù)知識(shí)通用技術(shù)知識(shí)可以從設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范中取得(例如標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、計(jì)算規(guī)則)。這些知識(shí)涵蓋:a) 機(jī)械應(yīng)力,例如:對(duì)諸如螺栓的連接、焊接等,通過采用正確計(jì)算、構(gòu)造和緊固方法進(jìn)行的應(yīng)力限制;借助過載保護(hù)裝置(如采用:“易熔”塞、限壓閥、斷路器、力矩限制裝置等)進(jìn)行的應(yīng)力限制;避免在可變應(yīng)力(主要是周期應(yīng)力)下零件產(chǎn)生的疲勞;回轉(zhuǎn)件的靜平衡和動(dòng)平衡。b) 材料及其性質(zhì),例如:抗腐蝕、抗老化、抗磨蝕和抗磨損;硬度、延展性、脆性;均勻性;毒性;易燃性。c) 下列項(xiàng)目的排放值:噪聲;振動(dòng);危險(xiǎn)物質(zhì);輻射。如果特殊零部件或者裝配件的可靠性對(duì)安全起關(guān)鍵作用(例如:繩、鏈條、用于吊裝重物或人員的吊裝附件),則其應(yīng)力值應(yīng)乘以適當(dāng)?shù)墓ぷ飨禂?shù)。4.4 適用技術(shù)的選擇在某些應(yīng)用場(chǎng)合,通過技術(shù)的選用,可以消除一種或多種危險(xiǎn),或者減小風(fēng)險(xiǎn),例如:a) 預(yù)定用于爆炸氛圍中的機(jī)器,采用:全氣動(dòng)或液壓控制系統(tǒng)及機(jī)器致動(dòng)機(jī)構(gòu);“本質(zhì)安全”的電氣設(shè)備(見EN 50020)。b) 對(duì)特定的待加工產(chǎn)品,如溶劑:保證加工設(shè)備的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于溶劑的燃點(diǎn)。c) 避免高噪聲的替代設(shè)備,例如:以電氣設(shè)備代替氣動(dòng)設(shè)備;在某些條件下,用水切割代替機(jī)械設(shè)備。4.5 應(yīng)用零件間的強(qiáng)制機(jī)械作用原則如果一個(gè)機(jī)械零件運(yùn)動(dòng)不可避免的使另一個(gè)零件通過直接接觸或通過剛性連接件隨其一起運(yùn)動(dòng),則這些零件是以強(qiáng)制模式連接的。這種強(qiáng)制模式的一個(gè)例子就是電路開關(guān)設(shè)備的強(qiáng)制打開操作(見GB 14048.5-2001和GB/T 1883l-2002中5.7)。注:若一個(gè)機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)造成允許另一個(gè)部件自由運(yùn)動(dòng)(例如因?yàn)橹亓?、彈?,則前者對(duì)后者不存在強(qiáng)制機(jī)械作用。4.6 穩(wěn)定性規(guī)定機(jī)器應(yīng)設(shè)計(jì)成具有足夠的穩(wěn)定性,使得在規(guī)定的使用條件下可以安全地使用。為此,需考慮的因素包括:底座的幾何形狀;包括載荷在內(nèi)的重量分布;由于機(jī)器部件、機(jī)器本身或機(jī)器所夾持部分的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的可能使機(jī)器傾覆的力矩的動(dòng)力;振動(dòng);重心的擺動(dòng);設(shè)備行走或安裝于不同地點(diǎn)(例如地面條件,斜坡)處的支承面的特性;外力(例如風(fēng)力、人力)。對(duì)包括搬運(yùn)、運(yùn)輸、安裝、使用、停用和拆除在內(nèi)的機(jī)器壽命周期的各個(gè)階段,都應(yīng)該考慮機(jī)器的穩(wěn)定性問題。與安全防護(hù)有關(guān)的其他穩(wěn)定性的保護(hù)措施在5.2.6中給出。4.7 可維護(hù)性規(guī)定設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí),應(yīng)考慮以下可維護(hù)性因素:可接近性,考慮環(huán)境和人體尺寸,包括工作服和所使用工具的尺寸;易于處理,考慮人的能力;專用工具和設(shè)備數(shù)目的限制。4.8 遵循人類工效學(xué)的原則4.8.1 機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)注意人類工效學(xué)原則,以減輕操作者心理、生理壓力和緊張程度。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段,對(duì)操作者和機(jī)器進(jìn)行功能分配(自動(dòng)化程度)時(shí),應(yīng)考慮這些原則。注:這樣亦能改善操作的性能和可靠性,從而降低在機(jī)器使用的所有階段內(nèi)的出錯(cuò)概率。應(yīng)考慮預(yù)定使用機(jī)器人群的人體尺寸、力量和姿勢(shì)、運(yùn)動(dòng)幅度、動(dòng)作重復(fù)頻率(見GB/T 1524l和GB/T 15241.2)?!叭藱C(jī)”相互作用的所有要素,如操縱器、信號(hào)裝置以及日期顯示裝置,都應(yīng)設(shè)計(jì)得易于理解,使操作者和機(jī)器間的相互作用盡可能清楚、明確。(見EN 614-1、GB/T 16251、EN 13861和GB 18209.1)。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí),尤其要注意4.8.24.8.8中的人類工效學(xué)要求。4.8.2 避免操作者在機(jī)器使用過程中的緊張姿勢(shì)和動(dòng)作(如提供適合于不同操作者的機(jī)器調(diào)整工具)。4.8.3 機(jī)器,尤其是手持和移動(dòng)式機(jī)器的設(shè)計(jì),應(yīng)考慮到人力的可及范圍、控制機(jī)構(gòu)的操動(dòng),以及人的手、臂、腿等解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。4.8.4 盡可能避免噪聲、振動(dòng)、熱效應(yīng)(如極端溫度)。4.8.5 避免將操作者的工作節(jié)奏與自動(dòng)的連續(xù)循環(huán)連在一起。4.8.6 當(dāng)機(jī)器和(或)其防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)特征使得環(huán)境照明不足時(shí),應(yīng)在機(jī)器上或其內(nèi)部提供對(duì)工作區(qū)、調(diào)整設(shè)置區(qū)及日常維護(hù)區(qū)的局部照明。應(yīng)避免會(huì)引起風(fēng)險(xiǎn)的光線的閃動(dòng)、耀眼、陰影和頻閃效應(yīng)。若光源的位置在使用中需進(jìn)行調(diào)整,則其位置不應(yīng)對(duì)調(diào)整者構(gòu)成任何危險(xiǎn)。4.8.7 手動(dòng)控制裝置(致動(dòng)機(jī)構(gòu))的選用、配置和標(biāo)記應(yīng)滿足以下需求:必須清晰可見、可識(shí)別,必要處適當(dāng)加標(biāo)志(見5.4);必須能安全的即時(shí)操作,而且作用明確(例如:操縱器的標(biāo)準(zhǔn)布置,可以使操作者由一臺(tái)機(jī)器轉(zhuǎn)到另一臺(tái)具有同樣操作模式的同類型的機(jī)器上工作時(shí),減少差錯(cuò)概率);它們的位置(對(duì)按鈕)和運(yùn)動(dòng)(對(duì)手柄和手輪)與它們的作用應(yīng)是恒定的(見GB 18209.3);它們的操作不會(huì)引起附加風(fēng)險(xiǎn)。也可見EN 894-3。當(dāng)所構(gòu)造和設(shè)計(jì)的控制部分執(zhí)行幾個(gè)不同動(dòng)作時(shí),即它們不是一一對(duì)應(yīng)的(如鍵盤等),所執(zhí)行的動(dòng)作應(yīng)清晰的顯示出來,并且必要時(shí)應(yīng)經(jīng)過確認(rèn)。應(yīng)根據(jù)人類功效學(xué)原則,使控制部分的布局、行程和操作阻力與所要執(zhí)行的操作相匹配。應(yīng)考慮由于采用必要的或可預(yù)見使用的個(gè)人防護(hù)裝備(如防護(hù)鞋、手套等)所帶來的約束。4.8.8 指示器、刻度盤和視覺顯示裝置的設(shè)計(jì)與配置應(yīng)符合以下要求:它們?cè)谌藛T能察覺的參數(shù)和特征范圍之內(nèi);就操作者的要求和預(yù)定使用而言,信息的顯示應(yīng)便于察看、識(shí)別和理解,即應(yīng)耐久、清晰、含義確切;操作者在操作位置可以察覺到。4.9 防止電氣危險(xiǎn)GB 5226.1-2002給出了關(guān)于機(jī)械的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的通用技術(shù)規(guī)定,特別是第6章給出對(duì)防電擊防護(hù)的措施。對(duì)特定機(jī)器的有關(guān)要求見相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)(例如:GB 13690、GB 3883、GB 4706系列標(biāo)準(zhǔn))。4.10 防止來自氣動(dòng)設(shè)備和液壓設(shè)備的危險(xiǎn)機(jī)器的氣動(dòng)和液壓設(shè)備應(yīng)按以下要求設(shè)計(jì):不能超出回路的最大額定壓力(通過限壓裝置);不能因壓力激增或升高、壓力損失或降低、真空度損失導(dǎo)致危險(xiǎn);不會(huì)因?yàn)樾孤┗虿考Ф鴮?dǎo)致危險(xiǎn)的流體噴射,或軟管突發(fā)危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)(如:甩動(dòng));儲(chǔ)氣罐、蓄氣罐或類似容器(如充氣蓄能器)應(yīng)符合這些設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)則;設(shè)備的所有部件,尤其是管子和軟管,應(yīng)針對(duì)外來有害影響采取保護(hù)措施;當(dāng)機(jī)器與動(dòng)力源斷開后(見5.5.4),儲(chǔ)氣罐等類似容器(如充氣蓄能器)應(yīng)盡可能自動(dòng)卸壓,如果無法實(shí)現(xiàn),應(yīng)提供隔離、局部卸壓及壓力顯示的措施(見GB/T 19670-2005第5章);應(yīng)對(duì)所有在機(jī)器與動(dòng)力源斷開后仍保持壓力的部件,提供清晰標(biāo)識(shí)的排空裝置,以及對(duì)機(jī)器進(jìn)行任何調(diào)整設(shè)定或維護(hù)前必須對(duì)這些部件進(jìn)行卸壓的警示牌。也可見GB/T 3766和GB/T 7932。4.11 本質(zhì)安全設(shè)計(jì)方法在控制系統(tǒng)上的應(yīng)用4.11.1 概述控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)措施的選用應(yīng)使得其有關(guān)安全的性能能夠提供足夠的風(fēng)險(xiǎn)減小(見GB/T 16855.1)。機(jī)器控制系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)可以避免未能預(yù)見的或潛在的危險(xiǎn)機(jī)器行為。危險(xiǎn)機(jī)器工況的典型起因是:不合適的設(shè)計(jì)或控制系統(tǒng)邏輯的修改(意外的或有意的);控制系統(tǒng)的一個(gè)或幾個(gè)零件暫時(shí)或永久的缺陷或失效;控制系統(tǒng)動(dòng)力源的變化或失效;控制裝置的選用、設(shè)計(jì)和配置不當(dāng)。危險(xiǎn)機(jī)器工況的典型例子:無意的/意外的啟動(dòng)(見GB/T 19670);速度變化失控;運(yùn)動(dòng)中的零部件不能停止;機(jī)器的可動(dòng)部件或機(jī)器夾緊的工件掉落或飛出;保護(hù)裝置被抑制(失效或失敗)造成的機(jī)器動(dòng)作。為了防止機(jī)器的危險(xiǎn)工況實(shí)現(xiàn)功能上的安全,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合子條款4.11和4.12中提出的原則和方法。根據(jù)具體情況,這些原則和方法可以單獨(dú)使用,也可以聯(lián)合使用(見GB/T 16855.1和GB 5226.1-2002的第9章第12章)。控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使操作者能與機(jī)器進(jìn)行安全簡(jiǎn)單的互動(dòng),這要求采取下面的一種或多種方法:進(jìn)行啟動(dòng)和停止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)分析;提供各種規(guī)定的操作模式(例如:正常停機(jī)后啟動(dòng),運(yùn)行過程中斷后或急停后再啟動(dòng),取下裝在機(jī)器上的工件,在機(jī)器零件失效的情況下部分機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn));清晰地顯示故障;提供防止意外啟動(dòng)指令產(chǎn)生的措施(例如封閉啟動(dòng)裝置)(見GB/T 19670-2005中圖1);保持停止指令(例如聯(lián)鎖)以防止可能產(chǎn)生危險(xiǎn)機(jī)器工況的重新啟動(dòng)(見GB/T 19670-2005中圖1)。多臺(tái)機(jī)器的組合可分為緊急停機(jī)區(qū)、保護(hù)裝置作用的停止區(qū)、動(dòng)力斷開的能量耗散區(qū)。應(yīng)清楚地界定不同的區(qū)域,及應(yīng)屬于不同區(qū)域的機(jī)器的部件。同樣,應(yīng)清楚表明屬于各個(gè)區(qū)域的控制裝置(例如:急停裝置、動(dòng)力源斷開裝置)和(或)保護(hù)裝置。各區(qū)域之間接口的設(shè)計(jì)應(yīng)使得,一個(gè)區(qū)域內(nèi)的功能不會(huì)導(dǎo)致因干預(yù)已停止的另外區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生危險(xiǎn)??刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)將機(jī)械部件、機(jī)器本身、機(jī)械夾持的工件和/或載荷的運(yùn)動(dòng)限定在安全設(shè)計(jì)參數(shù)(例如:范圍、速度、加速、減速、負(fù)荷能力)以內(nèi)。應(yīng)留有動(dòng)態(tài)效應(yīng)(例如:負(fù)荷擺動(dòng))裕量。例如:非遙控的步進(jìn)控制機(jī)械,其移動(dòng)速度應(yīng)與步行速度保持一致;載人車輛和人員升降用運(yùn)載工具的運(yùn)動(dòng)范圍、速度、加速和減速應(yīng)限定在非危險(xiǎn)的數(shù)值范圍內(nèi),并考慮操作者和機(jī)器的總反應(yīng)時(shí)間;提升載荷的機(jī)械部件的移動(dòng)范圍應(yīng)限制在規(guī)定限度以內(nèi)。若機(jī)械的設(shè)計(jì)中包括同步使用可單獨(dú)使用的元件,則其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)能預(yù)防因不同步造成的危險(xiǎn)。4.11.2 啟動(dòng)內(nèi)部動(dòng)力源/接通外部能源供應(yīng)啟動(dòng)內(nèi)部動(dòng)力源或接通外部能源供應(yīng)不應(yīng)導(dǎo)致工作部件的啟動(dòng)(例如:內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)不應(yīng)導(dǎo)致可移動(dòng)機(jī)器的運(yùn)動(dòng),接通主電源不應(yīng)導(dǎo)致電機(jī)工作部件的啟動(dòng),見GB 5226.1-2002的7.5。4.11.3 機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)/停止機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng)的基本動(dòng)作宜通過施加或增大電壓或流體壓力來實(shí)現(xiàn);或者,如果考慮采用二進(jìn)制邏輯元件,通過由0狀態(tài)變到1狀態(tài)去實(shí)現(xiàn)(若1代表最高能態(tài))。機(jī)構(gòu)的停止或減速運(yùn)動(dòng)的基本動(dòng)作宜通過去除或降低電壓或流體壓力來實(shí)現(xiàn);或者,如果考慮采用二進(jìn)制邏輯元件,通過由1狀態(tài)變到0狀態(tài)去實(shí)現(xiàn)(若1代表最高能態(tài))。注:在某些應(yīng)用中(例如高壓開關(guān)裝置)這些原則不能使用。則宜采取其他措施來實(shí)現(xiàn)同等置信級(jí)別的停止或減速。若為使操作者能保持對(duì)減速的持久性控制,未使用這些原則(例如自動(dòng)推進(jìn)的可移動(dòng)的機(jī)器的液壓制動(dòng)裝置),那么就應(yīng)在機(jī)器上設(shè)置供主制動(dòng)系統(tǒng)失效時(shí)減速或停止用的裝置。4.11.4 動(dòng)力中斷后的重新啟動(dòng)動(dòng)力中斷后重新接通時(shí),如果機(jī)器自發(fā)的重新啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn),就應(yīng)當(dāng)防止(如采用自保持繼電器、接觸器或閥門)。4.11.5 動(dòng)力源的中斷機(jī)器的設(shè)計(jì)應(yīng)能防止因動(dòng)力供應(yīng)中斷或波動(dòng)過大導(dǎo)致的危險(xiǎn)狀態(tài)。至少應(yīng)滿足以下要求:應(yīng)保持機(jī)械的停止功能;對(duì)因安全需要必須保持操作的所有裝置,應(yīng)以有效的方式操作以保持安全(如鎖緊、夾緊裝置,冷卻或加熱裝置,自行走機(jī)器的動(dòng)力輔助導(dǎo)向);對(duì)因勢(shì)能而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部件或機(jī)械所夾持的工件和/或負(fù)荷,應(yīng)能保持允許其安全降下所需的必要時(shí)間。4.11.6 自動(dòng)監(jiān)控的使用自動(dòng)監(jiān)控用于確保由保護(hù)措施執(zhí)行的安全功能,即使在執(zhí)行該功能的某零部件或元件的能力被削弱,或因過程條件變化產(chǎn)生危險(xiǎn)時(shí),其功能不會(huì)失效。在下一次安全功能啟動(dòng)之前,自動(dòng)監(jiān)控既可以瞬時(shí)監(jiān)測(cè)故障又可以周期性檢測(cè)故障。在這兩種情況下,保護(hù)措施均可立即啟動(dòng)或延遲到特定事件發(fā)生時(shí)再啟動(dòng)(例如機(jī)器循環(huán)開始的時(shí)候)。這些保護(hù)措施可以是,例如:危險(xiǎn)過程的停止;對(duì)失效引發(fā)首次停機(jī),防止其重新啟動(dòng);報(bào)警的觸發(fā)。4.11.7 采用可編程電子控制系統(tǒng)實(shí)施的安全功能4.11.7.1 概述具有可編程電子設(shè)備(如可編程控制器)的控制系統(tǒng)可用于執(zhí)行機(jī)器的安全功能。使用可編程的電子控制系統(tǒng)時(shí),有必要考慮其與安全功能要求有關(guān)的性能要求。可編程電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),應(yīng)充分降低那些不利于安全相關(guān)功能執(zhí)行的隨機(jī)硬件失效的概率和系統(tǒng)失效的可能性。若采用可編程電子控制系統(tǒng)執(zhí)行監(jiān)控功能,應(yīng)考慮其檢測(cè)故障的特點(diǎn)(進(jìn)一步指導(dǎo),見IEC 61508)。注:針對(duì)機(jī)械安全的IEC 62061和GB/T 16855.1兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中提供了適用于可編程電子控制系統(tǒng)的指南。宜設(shè)置可編程電子控制系統(tǒng)并進(jìn)行確認(rèn),以保證各安全功能達(dá)到規(guī)定的性能例如IEC 61508的安全完整性水平(SIL)。確認(rèn)包括試驗(yàn)和分析(如靜態(tài)、動(dòng)態(tài)或失效分析),以證明所有部件能夠相互正確作用,執(zhí)行安全功能,且不會(huì)發(fā)生非預(yù)期的功能。4.11.7.2 硬件方面硬件(包括傳感器、致動(dòng)機(jī)構(gòu)、邏輯運(yùn)算器等)的選型(和/或設(shè)計(jì))和設(shè)置應(yīng)同時(shí)滿足安全功能和待執(zhí)行該功能的要求,特別是通過以下方式:結(jié)構(gòu)約束(例如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、故障容許能力、故障的檢測(cè)能力);選擇(和/或設(shè)計(jì))具有適當(dāng)?shù)挠布S機(jī)危險(xiǎn)失效概率的設(shè)備和裝置。將避免系統(tǒng)性失效和控制系統(tǒng)的故障的措施和技術(shù)納入到硬件中。4.11.7.3 軟件方面軟件包括內(nèi)部操作軟件(或系統(tǒng)軟件)和應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全功能的性能規(guī)范(見IEC 61508-3)。4.11.7.4 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件不宜由用戶進(jìn)行重新編程。這些可以通過在非可重編程存儲(chǔ)器固化軟件如微控制器、專用集成電路(ASIC)的方法實(shí)現(xiàn)。在需要用戶重編程的情況,宜采取如下方法限制對(duì)涉及安全功能軟件的進(jìn)入:鎖定;授權(quán)密碼。4.11.8 有關(guān)手動(dòng)控制的原則a) 手動(dòng)控制裝置的設(shè)計(jì)和定位配置應(yīng)符合4.8.7給出的有關(guān)人類工效學(xué)原則。b) 每個(gè)啟動(dòng)控制裝置附近均應(yīng)配置停止控制裝置。若啟動(dòng)/停止功能通過止一動(dòng)控制方式實(shí)現(xiàn),應(yīng)另設(shè)單獨(dú)的停止控制裝置,以防止止一動(dòng)控制裝置釋放后不能發(fā)出停止指令而造成的風(fēng)險(xiǎn)。c) 除某些必須位于危險(xiǎn)區(qū)的如急停裝置或示教盒等控制裝置之外,手動(dòng)控制裝置應(yīng)配置于危險(xiǎn)區(qū)所能達(dá)及的區(qū)域之外(見GB 18209.3-2002第4章)。d) 控制裝置及控制位置的設(shè)置應(yīng)盡可能使操作者能夠觀察到工作區(qū)域或危險(xiǎn)區(qū)。除在其他位置可以更安全的實(shí)現(xiàn)控制功能之外,移動(dòng)式機(jī)器的隨車駕駛?cè)藛T應(yīng)能夠從駕駛位置操動(dòng)機(jī)器操作所要求的所有控制裝置。載人升降機(jī)械上的升降操縱裝置,及用于移動(dòng)運(yùn)載機(jī)的操縱裝置,通常應(yīng)位于運(yùn)載機(jī)內(nèi)。如果安全操作要求將控制裝置置于運(yùn)載機(jī)外,則應(yīng)為機(jī)內(nèi)操作者提供防止運(yùn)載機(jī)危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)的手段。e) 若幾個(gè)控制裝置可能啟動(dòng)同一危險(xiǎn)元素,則控制線路的布局應(yīng)使得在給定時(shí)間內(nèi),只能有一個(gè)控制裝置有效。此點(diǎn)尤為適用于由操作者攜帶便攜控制裝置(如示教盒)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)手動(dòng)控制的機(jī)械。f) 為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),控制致動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)或防護(hù)應(yīng)只能在主動(dòng)操作下才會(huì)動(dòng)作(見ISO 9355-1和GB/T 17161)。g) 對(duì)于依賴操作者持久的直接控制才能安全運(yùn)行的機(jī)器功能,應(yīng)借助控制裝置的設(shè)計(jì)和定位等措施,確保操作人員處于控制位置上。h) 對(duì)于無線控制,在接收不到正確的控制信號(hào)情況下,包括失去聯(lián)絡(luò)時(shí),應(yīng)執(zhí)行自動(dòng)停機(jī)功能(見GB 5226.1-2002的9.2.7)。4.11.9 設(shè)定、示教、過程轉(zhuǎn)換、故障查找、清洗或維護(hù)的控制模式機(jī)器在設(shè)定、示教、過程轉(zhuǎn)換、故障查找、清洗或維護(hù)時(shí),需要移開或拆除防護(hù)裝置和(或)禁止使用保護(hù)裝置,且為此有必要使機(jī)器或機(jī)器的某些部件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),則應(yīng)采用同時(shí)滿足下列要求的特殊控制模式以保證操作者的安全:禁止使用所有其他控制方式;只有通過連續(xù)觸發(fā)使動(dòng)裝置,止一動(dòng)控制裝置或雙手操縱裝置,才能允許危險(xiǎn)元件運(yùn)轉(zhuǎn);只有在風(fēng)險(xiǎn)被減小的條件下(例如降速、降低功率/動(dòng)力、利用如有限運(yùn)動(dòng)控制裝置進(jìn)行的步進(jìn)操作),才能允許危險(xiǎn)元件運(yùn)轉(zhuǎn)。注:對(duì)于某些專用機(jī)器,也可能有更合適的其他保護(hù)方式??刂颇J綉?yīng)與下列一條或多條措施相結(jié)合:盡可能限制進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū);急??刂蒲b置應(yīng)位于操作者立即可達(dá)的范圍內(nèi);便攜式控制裝置(示教盒)和(或)局部控制裝置不應(yīng)遮擋被控部分。(見GB 5226.1-2002中的9.2.4)。4.11.10 控制和操作模式的選擇若所設(shè)計(jì)和制造的機(jī)械允許用于幾種有著不同保護(hù)措施和(或)工作程序要求的控制和操作模式(如允許調(diào)整、設(shè)定、維護(hù)、檢查),則應(yīng)備有能鎖定在各位置的模式選擇器。選擇器的每個(gè)位置都應(yīng)清晰無疑并對(duì)應(yīng)單一操作或控制模式。選擇器可以用限制某些人員使用某些機(jī)器功能的方法來代替(例如:使用某種數(shù)控功能的口令)。4.11.11 獲得電磁兼容性(EMC)的措施關(guān)于電磁兼容性的指南,見GB 5226.1-2002的4.4.2和GB 17799系列標(biāo)準(zhǔn)。4.11.12 輔助故障排查診斷系統(tǒng)的規(guī)定控制系統(tǒng)中應(yīng)包括輔助故障排查的診斷系統(tǒng),以便無須禁止使用任何保護(hù)措施。注:這類系統(tǒng)不僅能提高機(jī)械的有效性和可維護(hù)性。還可以減少維護(hù)人員暴露于危險(xiǎn)。4.12 使安全功能的失效概率降至最低機(jī)器的安全不僅取決于控制系統(tǒng)的可靠性,而且還取決于機(jī)器所有部件的可靠性。安全功能的持續(xù)運(yùn)行對(duì)機(jī)器的安全使用至關(guān)重要??梢酝ㄟ^4.12.14.12.3所示方式實(shí)現(xiàn)。4.12.1 可靠零部件的使用“可靠零部件”是指在預(yù)定使用條件下(包括環(huán)境條件),能夠經(jīng)受住與設(shè)備使用有關(guān)的全部干擾和應(yīng)力(包括環(huán)境狀態(tài))的零部件,在預(yù)定的使用時(shí)段或操作次數(shù)中,它們具有低的機(jī)器危險(xiǎn)故障發(fā)生概率。零部件的選擇應(yīng)綜合考慮上述全部因素(見4.13)。注1:“可靠零部件”不等同于“經(jīng)驗(yàn)證的零部件”(見GB/T 16855.1-2005中6.22)。注2:應(yīng)考慮的環(huán)境條件包括,例如:沖擊、振動(dòng)、冷、熱、濕度、粉塵、腐蝕和(或)蝕磨物質(zhì)、靜電、電磁場(chǎng)。由此產(chǎn)生的干擾包括,例如:絕緣失效、控制系統(tǒng)部件功能暫時(shí)或永久失效。4.12.2 “定向失效模式”部件的使用“定向失效模式”部件或系統(tǒng)是指其主要失效模式已事先知道的部件或系統(tǒng),其使用時(shí)發(fā)生的失效只會(huì)引起機(jī)器功能的非危險(xiǎn)性變化。注:在有些情況下,有必要采取附加措施限制此類失效的負(fù)面影響。宜始終考慮使用這類部件,特別是在未采用冗余的地方。4.12.3 部件或子系統(tǒng)的加倍(或冗余)在機(jī)器相關(guān)安全部件的設(shè)計(jì)中,可以使用部件的加倍(或冗余),以便當(dāng)一個(gè)部件失效時(shí),另一個(gè)部件(或其他部件)能繼續(xù)執(zhí)行其功能,從而保證安全功能繼續(xù)有效。為了保證啟動(dòng)正確的動(dòng)作,更應(yīng)通過自動(dòng)監(jiān)控(見4.11.6)或某些情形下的周期檢查監(jiān)控部件的失效。周期檢查的間隔要小于部件的預(yù)期壽命。可通過采用多樣化設(shè)計(jì)和(或)工藝技術(shù)避免共因失效(如由于電磁干擾)或共模失效。4.13 通過設(shè)備可靠性限制操作者面臨危險(xiǎn)提高機(jī)械各組成部分的可靠性,降低需要糾正的事故發(fā)生的頻率,從而可以減少面臨危險(xiǎn)。機(jī)器的動(dòng)力系統(tǒng)(操作部分)、控制系統(tǒng)、安全功能和其他功能系統(tǒng)都適用這一可靠原則。應(yīng)采用可靠性已知的關(guān)鍵安全部件(如某些傳感器)。防護(hù)裝置和保護(hù)裝置的元件尤其要可靠,因其失效會(huì)使人員面臨危險(xiǎn),且可靠性差還會(huì)加速其報(bào)廢。4.14 通過裝料(或)卸料操作機(jī)械化或自動(dòng)化限制操作者面臨危險(xiǎn)裝、卸料操作和更為普遍的一般搬運(yùn)(工件、材料、物資等)操作的機(jī)械化和自動(dòng)化可以減少人員在作業(yè)點(diǎn)面臨危險(xiǎn),從而限制由這些操作產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。可以通過機(jī)器人、搬運(yùn)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鼓風(fēng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。可以通過例如進(jìn)料滑道、推桿、手動(dòng)分度工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。自動(dòng)送進(jìn)和移出裝置對(duì)預(yù)防機(jī)器操作者事故是很有益的,但在檢修其故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定危險(xiǎn)。應(yīng)注意保證使用這些裝置后,不會(huì)在這些裝置和機(jī)器部件或被加工的工件/材料之間引發(fā)進(jìn)一步的危險(xiǎn)(如鉤掛、擠壓)。若不能保證,應(yīng)提供適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)裝置(見第5章)。詳盡研究整個(gè)設(shè)備的所有控制與操作模式中全部安全功能的執(zhí)行情況,帶有控制系統(tǒng)的自動(dòng)送進(jìn)和移出裝置與相關(guān)機(jī)器的控制系統(tǒng)應(yīng)該是相互關(guān)聯(lián)的。4.15 通過置調(diào)整設(shè)定和維護(hù)點(diǎn)于危險(xiǎn)區(qū)外限制操作者面臨危險(xiǎn)應(yīng)通過將維護(hù)、潤滑和調(diào)整設(shè)定點(diǎn)設(shè)置在危險(xiǎn)區(qū)外面,最大程度地減少進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的需要。5 安全裝置與補(bǔ)充保護(hù)措施5.1 概述如果無法通過本質(zhì)安全設(shè)計(jì)合理消除危險(xiǎn)或充分減小風(fēng)險(xiǎn),則應(yīng)使用防護(hù)罩和保護(hù)裝置來保護(hù)人員??赡鼙仨毑捎冒ǜ郊釉O(shè)備在內(nèi)的補(bǔ)充保護(hù)措施(例如急停設(shè)備),見GB/T 15706.1-2007中5.4。各類防護(hù)裝置和保護(hù)裝置的定義見GB/T 15706.1-2007中3.25和3.26。某些安全防護(hù)裝置可用于避免面臨多種危險(xiǎn)(例如:用于防止進(jìn)入機(jī)械危險(xiǎn)區(qū)域的固定式防護(hù)裝置,也同時(shí)用于降低噪聲等級(jí)和收集有毒排放物)。5.2 防護(hù)裝置和保護(hù)裝置的選擇和實(shí)施5.2.1 概述根據(jù)運(yùn)動(dòng)件的性質(zhì)(見圖1)和進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的需要,本章給出選擇和使用防護(hù)裝置和保護(hù)裝置的指南。采用這些裝置的主要目的是防止運(yùn)動(dòng)部件對(duì)人員產(chǎn)生危險(xiǎn)(見圖1)。對(duì)特定機(jī)器安全防護(hù)裝置的正確選用,應(yīng)根據(jù)對(duì)該機(jī)器的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行。在為特定機(jī)械或危險(xiǎn)區(qū)選用合適的安全防護(hù)裝置時(shí),固定式防護(hù)裝置很簡(jiǎn)單,應(yīng)該將其使用在機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)(無故障運(yùn)行)期間不需要操作者進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場(chǎng)合。當(dāng)需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的頻次增加,導(dǎo)致固定防護(hù)裝置不能回放,則需要使用其他保護(hù)措施(如活動(dòng)式聯(lián)鎖防護(hù)裝置、敏感保護(hù)設(shè)備)。有時(shí)需要聯(lián)合使用幾個(gè)安全防護(hù)裝置。例如,將固定防護(hù)裝置與將工件送至機(jī)器的機(jī)械送料裝置聯(lián)合使用,可以排除進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的主要危險(xiǎn)。再采用一個(gè)觸發(fā)裝置,就可以防止進(jìn)一步的由機(jī)械送料裝置與固定防護(hù)裝置間可能產(chǎn)生的卷入或剪切危險(xiǎn)。應(yīng)考慮圍繞控制位置或干涉區(qū)域的范圍,提供針對(duì)多種危險(xiǎn)的組合保護(hù),這些危險(xiǎn)包括:由墜落或彈射物體導(dǎo)致的危險(xiǎn)(例如墜落物體防護(hù)結(jié)構(gòu));排放物危險(xiǎn)(例如對(duì)噪聲、振動(dòng)、輻射、有害物質(zhì)的防護(hù)措施);因環(huán)境造成的危險(xiǎn)(例如對(duì)熱、冷、惡劣天氣的防護(hù)措施);機(jī)械翻倒或翻轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)(例如翻轉(zhuǎn)或翻倒的防護(hù)結(jié)構(gòu))。對(duì)封閉式工作位置(例如室和艙)的設(shè)計(jì),應(yīng)考慮與可見性、照明、氣候條件、進(jìn)入途徑、姿勢(shì)等相關(guān)的人類工效學(xué)原則。5.2.2 正常運(yùn)行期間不需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場(chǎng)合在機(jī)械正常運(yùn)行過程中不需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場(chǎng)合,應(yīng)選用下列安全防護(hù)裝置:a) 固定式防護(hù)裝置(見GB/T 8196);b) 有或沒有防護(hù)鎖的聯(lián)鎖防護(hù)裝置(見GB/T 18831、GB/T 8196和本部分的5.3.2.3);c) 自動(dòng)關(guān)閉防護(hù)裝置(見GB/T 8196-2003的3.3.2);d) 敏感保護(hù)設(shè)備,如電敏保護(hù)設(shè)備(見GB/T 19436.1、GB/T 19436.2)或壓敏墊(見GB/T 17454.1)。5.2.3 正常運(yùn)行期間需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場(chǎng)合在機(jī)械正常運(yùn)行期間需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場(chǎng)合,應(yīng)選用下列安全防護(hù)裝置:a) 有或沒有防護(hù)鎖的聯(lián)鎖防護(hù)裝置(見GB/T 1883l、GB/T 8196和本部分的5.3.2.3);b) 敏感保護(hù)設(shè)備,如電敏保護(hù)設(shè)備(見GB/T 19436.1、GB/T 19436.2);c) 可調(diào)式防護(hù)裝置;d) 自關(guān)閉式防護(hù)裝置(見GB/T 8196-2003的3.3.2);e) 雙手操縱裝置(見GB 19671);f) 具有啟動(dòng)功能的聯(lián)鎖防護(hù)裝置(可控防護(hù)裝置)(見本部分的5.3.2.5)。5.2.4 對(duì)機(jī)器設(shè)定、示教、過程轉(zhuǎn)換、故障排查、清洗或維護(hù)時(shí)需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的場(chǎng)合機(jī)器的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能保證,提供給生產(chǎn)操作人員的安全防護(hù)裝置既可保護(hù)執(zhí)行設(shè)定、演示、過程轉(zhuǎn)換、故障排查、清洗或維護(hù)的人員的安全,又不妨礙其任務(wù)的執(zhí)行。此類任務(wù)應(yīng)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中作為機(jī)器使用的組成部分進(jìn)行確認(rèn)和考慮(見GB/T 15706.1-2007中5.3)。注:在進(jìn)行一些無須機(jī)器與其動(dòng)力源保持聯(lián)系的工作任務(wù)(特別是維護(hù)和修理任務(wù))時(shí),動(dòng)力源斷開和停機(jī)后的能量釋放(見5.5.4,也可見GB/T 19670-2005的4.1和第5章)可確保提供最高等級(jí)的保護(hù)。5.2.5 敏感防護(hù)設(shè)備的選擇和應(yīng)用”5.2.5.1 選擇由于敏感保護(hù)設(shè)備檢測(cè)功能所基于的技術(shù)的多樣性,所以各類靈敏保護(hù)設(shè)備用于安全應(yīng)用時(shí)的適合程度也大相徑庭。下面為設(shè)計(jì)者提供針對(duì)各種應(yīng)用選擇最合適的裝置的準(zhǔn)則。敏感保護(hù)設(shè)備的類型包括,例如:光幕;掃描裝置,例如激光掃描器;壓敏墊;觸發(fā)桿、觸發(fā)線。1) 詳細(xì)資料,見IEC/TS 62046草案。敏感防護(hù)設(shè)備可以用來:用于觸發(fā);用于現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng);用于觸發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng);滿足嚴(yán)格條件的機(jī)器重新啟動(dòng)的操作。注:有些類型的敏感保護(hù)設(shè)備既不適用于現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng),也不適用于觸發(fā)的目的。對(duì)具有下列特性的機(jī)械,不能單獨(dú)使用敏感防護(hù)設(shè)備:機(jī)械具有拋射材料或零部件的可能;有防止排放(噪聲、輻射、粉塵等等)的需要;無規(guī)律的或過度的停機(jī)時(shí)間;機(jī)器不具有在單個(gè)工作循環(huán)中停機(jī)的能力。5.2.5.2 實(shí)施a) 宜考慮以下因素:檢測(cè)區(qū)域的大小、特點(diǎn)和配置布局(見GB/T 19876,該標(biāo)準(zhǔn)涉及某些類型的敏感保護(hù)設(shè)備的配置布局問題);設(shè)備對(duì)故障狀態(tài)的反應(yīng)(電敏保護(hù)裝置見GB/T 19436.1、GB/T 19436.2);被規(guī)避的可能性;檢測(cè)能力及其隨時(shí)間的變化(例如:由于對(duì)諸如反射表面、其他人工光源、日光或空氣雜質(zhì)的這類不同環(huán)境條件的敏感性而造成的結(jié)果)。注:GB/T 19436.1規(guī)定了電敏保護(hù)設(shè)備的檢測(cè)能力。b) 敏感保護(hù)設(shè)備應(yīng)集成在操作部分并與機(jī)器的控制系統(tǒng)相聯(lián)結(jié),使得:一旦探測(cè)到人員或人體的部分就立即給出指令。所探測(cè)到的人體或人體的部分的撤回,不會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)危險(xiǎn)機(jī)器功能;因此,控制系統(tǒng)應(yīng)維持敏感保護(hù)設(shè)備發(fā)出的指令直至新的指令發(fā)出。危險(xiǎn)機(jī)器功能的重新啟動(dòng),是操作人員主動(dòng)作用位于危險(xiǎn)區(qū)之外的控制裝置的結(jié)果。且從該位置上,操作人員可以觀察危險(xiǎn)區(qū)。除抑制階段外,敏感保護(hù)設(shè)備的探測(cè)功能被中斷時(shí),機(jī)器無法運(yùn)轉(zhuǎn)。注:抑制是指安全功能被控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件臨時(shí)自動(dòng)暫停(見GB/T 16855.1)。探測(cè)場(chǎng)地的位置和形狀,可能和固定式防護(hù)裝置一起,防止在未被探測(cè)到的情況下,人或人體的部分進(jìn)入或處于危險(xiǎn)區(qū)。注:對(duì)于細(xì)節(jié),例如對(duì)于有源光電防護(hù)裝置的故障特征,宜考慮使用GB/T 19436.1、GB/T 19436.2。5.2.5.3 對(duì)用于循環(huán)啟動(dòng)的敏感保護(hù)設(shè)備的附加要求在此類特殊應(yīng)用中,機(jī)器工作循環(huán)的啟動(dòng)由被檢測(cè)到的人體或人體部分從敏感保護(hù)設(shè)備探測(cè)區(qū)撤出引起,且不需要任何額外啟動(dòng)指令,因此有別于5.2.5.2 b)中的第二點(diǎn)。在接通電源后,或當(dāng)被敏感保護(hù)設(shè)備的觸發(fā)功能引起停機(jī)后,機(jī)器的工作循環(huán)應(yīng)該只有通過主動(dòng)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)控制器方能啟動(dòng)。對(duì)于由敏感保護(hù)設(shè)備引發(fā)的循環(huán)啟動(dòng),只能采用符合GB/T 19436系列標(biāo)準(zhǔn)的有源光一電保護(hù)裝置(AOPD),且:a) 滿足將有源光一電保護(hù)裝置用做觸發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)裝置(見GB/T 19436.2)的要求特別是位置、最小距離(見GB 19876)、探測(cè)能力、可靠性和對(duì)控制和制動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)控;b) 機(jī)器的循環(huán)時(shí)間短,且在清空后的感測(cè)區(qū)機(jī)器的重新啟動(dòng)裝置穢限制在與單個(gè)正常循環(huán)相匹配的周期內(nèi);c) 進(jìn)入AOPD的感測(cè)區(qū)或開啟聯(lián)鎖防護(hù)裝置是進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的唯一途徑;注:上述危險(xiǎn)區(qū)是指,由感測(cè)區(qū)的清空而啟動(dòng)的危險(xiǎn)元件(包括輔助設(shè)備和傳輸元件)的操作區(qū)域。d) 若有多個(gè)AOPD用于機(jī)器的安全防護(hù),則其中只能有一個(gè)具有循環(huán)再啟動(dòng)的能力;e) 對(duì)于自動(dòng)循環(huán)啟動(dòng)產(chǎn)生的較高的風(fēng)險(xiǎn),AOPD和控制系統(tǒng)相關(guān)部分應(yīng)較之正常工作條件具有較高的有關(guān)安全的性能。5.2.6 穩(wěn)定性的保護(hù)措施若無法通過本質(zhì)安全設(shè)計(jì)措施,如重量分配(見4.6),達(dá)到穩(wěn)定性,就有必要采用下述措施來保持機(jī)器的穩(wěn)定性:地腳螺栓;鎖定裝置;運(yùn)動(dòng)限制器或機(jī)械止擋;加速或減速限制器;載荷限制器;接近穩(wěn)定性或傾覆極限時(shí)發(fā)出警示的警報(bào)器。5.2.7 其他的保護(hù)裝置對(duì)于要求操作者連續(xù)控制的機(jī)器(如移動(dòng)式機(jī)器、起重機(jī)),若操作人員的任何錯(cuò)誤都可能引發(fā)危險(xiǎn)狀態(tài),則應(yīng)為該機(jī)器裝備必要的裝置使其運(yùn)行保持在規(guī)定的限度內(nèi),特別是:操作者對(duì)危險(xiǎn)區(qū)缺乏充分的能見度時(shí);操作者對(duì)有關(guān)安全參數(shù)(例如距離、速度、負(fù)載的質(zhì)量、斜坡的角度)的實(shí)際數(shù)值缺乏了解時(shí);危險(xiǎn)來自由操縱者控制之外的運(yùn)行所引發(fā)時(shí)。必要的裝置包括,例如:限制運(yùn)動(dòng)參數(shù)(距離、角度、速度、加速度)的裝置;過載和力矩限裝置;防止與其他機(jī)器互相碰撞或妨礙的裝置;防止對(duì)移動(dòng)式機(jī)械的步行操作者或其他行人產(chǎn)生危險(xiǎn)的裝置;防止零部件或組件應(yīng)力過度的扭矩限制裝置或斷開點(diǎn);限制壓力、溫度的裝置;監(jiān)控排放的裝置;防止操作人員不在控制位置進(jìn)行操作的裝置;防止現(xiàn)場(chǎng)無穩(wěn)定平衡器時(shí)進(jìn)行提升操作的裝置;限制機(jī)器在斜面上傾斜的裝置;保證部件在移動(dòng)之前處于安全位置的裝置。在操作者控制范圍之外的機(jī)器運(yùn)行裝置觸發(fā)的自動(dòng)保護(hù)停機(jī)措施(如危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)停止)宜預(yù)先發(fā)出或伴隨發(fā)出警示信號(hào),使得操作者能采取適當(dāng)?shù)拇胧?見6.3)。5.3 防護(hù)裝置和保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要求5.3.1 一般要求防護(hù)裝置和保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)適合預(yù)定使用的用途,并考慮相關(guān)的機(jī)械危險(xiǎn)和其他危險(xiǎn)。防護(hù)裝置和保護(hù)裝置應(yīng)與機(jī)器的工作環(huán)境相適應(yīng),且設(shè)計(jì)得不易被損壞。為減少使其損壞的誘因,應(yīng)保證其對(duì)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)期間的各種動(dòng)作和機(jī)器壽命期各階段的干擾降至最低程度。注:更多信息見GB/T 8196、GB/T 16855.1、GB 19671、GB/T 18831、GB/T 17454.1、GB/T 19436.1、GB/T 19436.2。防護(hù)裝置和保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng):結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用;不增加任何附加危險(xiǎn);不容易出現(xiàn)旁路或變得無法操作;其位置距危險(xiǎn)區(qū)有足夠的距離;對(duì)觀察生產(chǎn)過程的視野障礙最小;如有可能,通過只進(jìn)入必須工作的區(qū)域,使防護(hù)裝置和安全裝置不必移開,便能夠進(jìn)行工具的安裝和/或更換及維護(hù)等基本工作。防護(hù)裝置的開口見GB 12265.1和GB 12265.2。5.3.2 防護(hù)裝置的要求5.3.2.1 防護(hù)裝置的功能防護(hù)裝置必須具有下列功能:防止進(jìn)入被防護(hù)裝置封閉的空間;容納或接收可能由機(jī)器拋出或掉下的材料、工件、切屑、液體,減少由機(jī)器產(chǎn)生的排放(噪聲、輻射、諸如粉塵、煙霧、氣體等危險(xiǎn)物質(zhì))。此外,它們還要能對(duì)電、溫度、火、爆炸物、振動(dòng)等具有特別防護(hù)作用,并考慮能見度(見GBT 8196)和操作者位置人類工效學(xué)(例如易用性、操作者的運(yùn)動(dòng)、姿勢(shì)、重復(fù)運(yùn)動(dòng))等的要求。5.3.2.2 對(duì)固定式防護(hù)裝置的要求固定防護(hù)裝置應(yīng)用以下方式固定在所需的地方:永久固定(如通過焊接);或借助于緊固件(螺釘、螺栓、螺母等)固定,不使用工具就不能將其移動(dòng)或打開,不用緊固件便無法將其關(guān)閉(見GB/T 8196)。注:固定防護(hù)裝置可以采用鉸接,以便于打開。5.3.2.3 對(duì)活動(dòng)式防護(hù)裝置的要求a) 防止由移動(dòng)傳動(dòng)件產(chǎn)生危險(xiǎn)的活動(dòng)防護(hù)裝置應(yīng)符合以下要求:打開時(shí)盡可能與機(jī)械保持相對(duì)固定(一般是通過鉸鏈或?qū)к夁B接);是聯(lián)鎖的防護(hù)裝置(必要時(shí)帶防護(hù)鎖)(見GB/T 18831)。見圖1。b) 防止非傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生危險(xiǎn)的活動(dòng)式防護(hù)裝置,應(yīng)與機(jī)器的操縱系統(tǒng)一起設(shè)計(jì),使得:在操作者可達(dá)范圍內(nèi),運(yùn)動(dòng)件不能啟動(dòng)。一旦運(yùn)動(dòng)件啟動(dòng),操作者不能觸及運(yùn)動(dòng)件;這可通過采用聯(lián)鎖防護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn),必要時(shí),防護(hù)裝置可帶防護(hù)鎖。只有通過有意識(shí)的動(dòng)作,才能對(duì)防護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)整,例如使用工具或鑰匙。若防護(hù)裝置的某部件缺失或失效,則要阻止運(yùn)動(dòng)件的啟動(dòng)或停止運(yùn)動(dòng)件。這可以通過自動(dòng)監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)(見4.11.6)。見圖1和GB/T 18831。5.3.2.4 對(duì)可調(diào)式防護(hù)裝置的要求只有對(duì)因操作原因危險(xiǎn)區(qū)不能完全封閉的地方,可采用可調(diào)式防護(hù)裝置。并應(yīng)當(dāng)符合以下要求:設(shè)計(jì)上應(yīng)保證在一個(gè)給定的運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi),調(diào)整后狀態(tài)保持恒定;不使用工具就能容易調(diào)整。5.3.2.5 對(duì)具有啟動(dòng)功能的聯(lián)鎖防護(hù)裝置(可控防護(hù)裝置)的要求當(dāng)下列條件全部得到滿足時(shí),才能使用具有啟動(dòng)功能的聯(lián)鎖防護(hù)裝置:滿足對(duì)聯(lián)鎖防護(hù)裝置的全部要求(見GB/T 18831)。機(jī)器的工作循環(huán)時(shí)間短。將防護(hù)裝置打開的最長時(shí)間設(shè)為低值(等效于循環(huán)時(shí)間)。一旦超過該時(shí)間,通過關(guān)閉具有啟動(dòng)功能的聯(lián)鎖防護(hù)裝置將

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