機械安全__與人體部位接近速度

1、機械安全 與人體部位接近速度相關(guān)防護設(shè)施的定位GB/T 198762005中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局/中國國家標準化管理委員會20050803發(fā)布20060401實施前言本標準修改采用國際標準ISO 13855：2002機械安全 與人體部位接近速度相關(guān)防護設(shè)施的定位(英文版)。本標準根據(jù)ISO 13855：2002重新起草，其結(jié)構(gòu)和內(nèi)容與ISO 13855：2002一致，但按照我國標準的編寫規(guī)則對國際標準做了編輯性修改。本標準與ISO 13855：2002的主要差異如下：取消了國際標準前言；對國際標準的引言進行了部分修改；對第2章中引用的相關(guān)國際標準，已轉(zhuǎn)化成我國國家標準的均直接引

2、用相應(yīng)的國家標準；取消了附錄C，附錄C列出了一些國際標準與歐洲標準的對應(yīng)關(guān)系，對于理解本標準的作用不大，故予以取消。本標準的附錄A和附錄B都是資料性附錄。本標準由全國機械安全標準化技術(shù)委員會(SACT208)提出并歸口。本標準起草單位：機械科學(xué)研究院中機生產(chǎn)力促進中心。本標準主要起草人：陳建民、寧燕、聶北剛、李勤。引言一定類型的防護設(shè)施減小風險的有效性，在一定程度上與其被正確配置在有關(guān)危險區(qū)設(shè)施的相關(guān)部件有關(guān)。在確定這類配置時，通常還要考慮到下列因素：識別危險和評價風險的需要；使用者的實際經(jīng)驗，包括事故統(tǒng)計和現(xiàn)行的國家標準；技術(shù)現(xiàn)狀和今后可能的發(fā)展；所使用的設(shè)施類型；所用防護設(shè)施的響應(yīng)時間；防

3、護設(shè)施動作后使機器達到安全狀態(tài)，例如停機狀態(tài)所需的時間；人體各部位的生物力學(xué)和人體測量數(shù)據(jù)人體部位從危險區(qū)附近傳感裝置或致動裝置移開時所取的路徑；在裝置和危險區(qū)間有人的可能性；未發(fā)覺接近危險區(qū)的可能性。如果上述各方面進一步擴展，在本標準中所反映的技術(shù)現(xiàn)狀亦應(yīng)予以改進。本標準給出的指導(dǎo)所依據(jù)的前提，要通過恰當引用C類標準和通過完成風險評價選用恰當?shù)难b置。在實施時，計算得出的距離應(yīng)為人員接近危險區(qū)面臨的風險提供足夠的保護，這類風險會由任何一種機械危險產(chǎn)生，如擠壓、剪切、切割或割斷、纏繞、吸入或陷入、摩擦或磨損、刺穿或扎穿以及撞擊等。本標準未覆蓋針對由固態(tài)或液態(tài)材料噴射引起的機械危險和由諸如毒物的泄

4、漏泄放、電、輻射等引起的非機械性危險所形成風險的防護。如果本標準用于非工業(yè)目的，設(shè)計者應(yīng)該考慮到這些數(shù)據(jù)是基于工業(yè)實踐經(jīng)驗的。本標準是基于成人的速度和較低的探測指數(shù)制定的，在有關(guān)場合，為了計算兒童可能觸及的距離，只有取得兒童接近速度方面的具體數(shù)據(jù)才行。1 范圍本標準提供了基于人的手臂數(shù)據(jù)與接近速度所得到的參數(shù)，并提供了確定從防護裝置的傳感器或致動裝置到危險區(qū)最小距離的方法。這些特定裝置是：a)GBT 1570611995中3235所規(guī)定的自動停機裝置(特別是電敏防護裝置、壓敏墊)，包括用來輔助觸發(fā)運行的那些裝置。b)GBT 1570611995中3234所規(guī)定的并在GBT 196712005中

5、所包含的雙手操縱裝置。注：本標準將單手致動的止動控制裝置不視為防護設(shè)施。本標準不適用于擬在小于計算距離的危險區(qū)旁，不借助工具移動的防護設(shè)施，如懸吊式雙手控制裝置。根據(jù)本標準所得到的最小距離不適用于在一個已具有防護裝置或電敏式防護裝置的防護區(qū)域中探測是否有人存在的防護設(shè)施。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。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標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(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標準。GBT 1570611995 機械安全 基本概念與設(shè)計通

6、則 第1部分：基本術(shù)語、方法學(xué)(eqv ISOTR 12100-1：1992)GBT 1570621995 機械安全 基本概念與設(shè)計通則 第2部分：技術(shù)原則與規(guī)范(eqv ISOTR 12100-2：1992)GBT 168561997 機械安全 風險評價的原則(eqv prEN 1050：1997)GBT 196712005 機械安全 雙手操縱裝置 功能狀況及設(shè)計原則(ISO 13851：2002，MoD)GB 1220511997 機械安全 防止上肢觸及危險區(qū)的安全距離(eqv ISODIS 13852：1996)GBT 1943612004 機械電氣安全 電敏防護裝置 第1部分 一般要求

7、及試驗(IEC 61496-1：1997，IDT)3 術(shù)語和定義GBT 1570611995和GBT 1570621995確定的以及下列術(shù)語和定義適用于本標準。31致動 actuation探測到人體或其某一部位移動時防護裝置的實際動作。32全系統(tǒng)停機性能overall system stopping performanceT從感應(yīng)致動到危險狀態(tài)停止，或到機器呈現(xiàn)安全狀態(tài)所經(jīng)歷的時間或過程。該時間或過程至少由兩個時間階段構(gòu)成：T=t1+t2式中，t1為從感應(yīng)致動到輸出信號，開關(guān)裝置處于斷開狀態(tài)所需的最大時間；t2為機器最長響應(yīng)時間，即：從防護設(shè)施收到輸出信號后機器到停止或危險消除所需的時間；t2

8、受各種因素如溫度、閥門開關(guān)時間、元件老化等的影響。GBT 1943612004，320注：圖1給出了t1與t2間的關(guān)系。t1和t2分別為防護設(shè)施和機器的功能。它們由設(shè)計和測量所確定。1防護設(shè)施致動；2防護設(shè)施動作；3危險消除。圖1 t1和t2間的關(guān)系33探測能力 detection capabilityd供應(yīng)商所規(guī)定的、引發(fā)電敏式防護設(shè)施（ESPE）致動的傳感功能參數(shù)限值。GBT 1943612004，3634電敏式防護設(shè)施 electro-sensitive protective equipmentESPE為防止脫扣和感應(yīng)人的存在而在一起共同工作的裝置和（或）元件集成。它至少由一個敏感裝置、

9、一些控制監(jiān)視裝置和輸出信號開關(guān)裝置構(gòu)成。GBT 1943612004，314 方法圖2為確定防護裝置、傳感裝置或致動裝置正確的流程圖，具體如下：a)識別危險并評價風險(見GBT 1570611995和GBT 168561997)。b)如果有機器C類標準，從該標準中選擇一種特定形式的防護裝置，并使用該標準所規(guī)定的距離。c)如果沒有C類標準或C類標準沒有規(guī)定最小距離，那么使用本標準給出的公式，計算所選防護裝置的最小距離。應(yīng)遵照A類或B類相關(guān)標準選擇適當類型的防護設(shè)施。d)應(yīng)在機器設(shè)計中選用這個距離。e)裝置的安裝方式應(yīng)能確保不經(jīng)其探測則不可能進入危險區(qū)。f)檢查所確定的位置，是否存在允許有人處于防

10、護裝置的傳感裝置和危險區(qū)之間時而未被探測到的情況。如果有這種情況，可能需要依據(jù)風險情況采取一些補充措施。圖2 方法流程圖5 最小距離計算公式用下面給出的通用公式（1），計算從危險區(qū)到所探測的點、線、平面或區(qū)域的最小距離S，單位為毫米(mm)：S=(K×T)+C(1)式中：K從有關(guān)人體或人體部位的接近速度導(dǎo)出的參數(shù)，單位為毫米每秒(mm/s)(見附錄B)；T全系統(tǒng)停機性能，單位為秒(s)（見32）；C附加距離，單位為毫米(mm)，根據(jù)在防護設(shè)施致動之前朝危險區(qū)闖入的情況所給出的。實例見附錄A。6 采用有源光電式防護裝置的電敏式防護設(shè)施的最小距離的計算本標準的使用者應(yīng)根據(jù)對某一特定機器適

11、當?shù)腸類標準，為其選用電敏式防護設(shè)施。如果沒有相應(yīng)的C類標準，使用者應(yīng)根據(jù)GBT 16856進行風險評價。本條款根據(jù)人對著探測區(qū)的接近方向，主要考慮3種情況：a)與防護面垂直接近(見圖3)；S最小距離；1危險區(qū)；2探測區(qū)；3接近方向；4固定式防護裝置。圖3 垂直接近的3個例子b)平行接近(見圖4)；c)呈角度接近(見圖5)?？梢灶A(yù)見到，電敏式防護設(shè)施探測區(qū)中或與其相鄰處縫隙能讓人體或其體部位進入危險區(qū)，那么，在正確定位防護設(shè)施及所考慮附加的安全防護裝備時，要對這種情況加以考慮。還應(yīng)防止人從上方或繞過電敏式防護設(shè)施、其他防護設(shè)施和附加安全防護裝備而進入危險區(qū)。61 垂直方向接近探測區(qū)611 采用

12、有源光電式防護裝置的電敏式防護設(shè)施從探測區(qū)到危險區(qū)的最小距離應(yīng)不小于式(2)計算結(jié)果：S(2 000 mms×T)+8(d14 mm)(2)通過公式(1)(見第5章)代換：K2 000 mms；C8(d14 mm)，但不小于0；式中d是裝置的探測能力，以毫米計。該公式適用于S最大達500 mm的最小距離的計算。S的最小值不應(yīng)小于100 mm。如果使用公式(2)發(fā)現(xiàn)5值大于500 mm，則可使用式(3)計算：S(1 600 mms×T)+8(d14 mm)(3)通過公式(1)(見第5章)代換：K1 600 mms；C8(d14 mm)，但不小于0，在這種情況下，S的最小值不小

13、于500 mm。在可預(yù)見的場合，采用有源光電式防護裝置的電敏式防護設(shè)施可能被用于非工業(yè)應(yīng)用時，例如有兒童出現(xiàn)的場合，利用公式(2)計算得出的最小距離至少增加75 mm。應(yīng)該注意，此時，公式(3)是不適用的。612 在機器運行再啟動時使用的采用有源光電式防護裝置的電敏式防護設(shè)施在有機器運行再啟動的情況下，使用的采用有源光電式防護裝置的電敏式防護設(shè)施，其探測能力應(yīng)等于或小于30 mm，公式(2)(見611)適用，最小距離應(yīng)大于150 mm。如果探測能力等于或小于14 mm時，公式(2)應(yīng)是適用的，且最小距離S應(yīng)大于100 mm。注1：GBT 157061和GBT 157062及相關(guān)的C類標準中給出

14、了在有機器運行再啟動情況下使用電敏式防護設(shè)施的條件。注2：GBT 1943612004中給出了有關(guān)電敏式防護設(shè)施附加要求。613 探測能力大于40 mm且小于等于70 mm的采用有源光電式防護裝置的電敏式防護設(shè)施這類設(shè)施不用來探測手的闖入，因此只在危險評價表明不需要探測手的闖入場合應(yīng)用。該種設(shè)施應(yīng)按下列參數(shù)安裝。從探測區(qū)到危險區(qū)的最小距離在一定程度上取決于待探測的人體部位，并應(yīng)用式(4)計算：S(1 600 mms ×T)+850 mm(4)通過公式(1)(見第5章)的代換：K=1 600 mms：C=85 mm。在所有情況下，在風險評價階段，對意外進入的風險都應(yīng)加以考慮，除非最高處

15、的光束高度大于或等于900 mm，最低處的光束高度小于或等于300 mm。如果能預(yù)見到電敏式防護設(shè)施用于非工業(yè)場合時，如可能有兒童出現(xiàn)，則最低處光束的高度應(yīng)小于或等于200 mm。614 多路分道光束多路分道光束，如由2，3或4分道光束構(gòu)成組合光束，常常用來探測全身，而非人體局部的闖入。如果危險評價表明這種分道光束是適用的，則應(yīng)按公式(4)(見613)的計算，將這些光束配置在離危險區(qū)的最小距離處。危險評價時，對于那些為避開這種設(shè)施而也許可能使用旁通的辦法也應(yīng)考慮到，如在最低處光束下爬過；從最高處光束上面越過；從兩光束之間穿過；整個人體從兩束光之間進入。表1中給出的光束2、3和4的高度被認為是最

16、為實用的。表1 光束的高度單位為毫米光束數(shù)基準面(如地板)以上的高度4300，600，900，1 2003300，700，1 1002400，900615 單路高度光束只有在平行于地面，且光束被直立姿勢的人體阻擋的情況下才考慮使用這類光束。當危險評價表明允許單獨使用單路高度光束時，使用式(5)計算最小距離：S=(1 600 mms×T)+1 200 mm(5)距地面或參考面750 mm的高度(見GB 1226511997，411)是工業(yè)上解決從光束上面跨過或從光束下意外進入的實用方案。H基準面上方探測區(qū)高度；S最小距離；1危險區(qū)；2探測區(qū)；3接近方向；4固定式防護裝置；5探測區(qū)的起始

17、。圖4 平行接近探測區(qū)62 平行接近探測區(qū)使用下式計算最小距離S=(1 600mm/s×T)+(1 200mm04H)(6)通過公式(1)(見第5章)代替：K1 600 mms：C1 200 mm04H，但不小于850mm，式中H是基準面（例如地板)上方探測區(qū)的高度，以毫米為單位。對于此種類型防護設(shè)施，探測區(qū)的高度H值不應(yīng)大于1 000 mm，然而，當高度H值大于300 mm時(對有兒童出現(xiàn)的非工業(yè)場合為200 mm)，在探測區(qū)下方存在意外未被探測到的風險，作危險評價時應(yīng)對此予以考慮。探測區(qū)的最小允許高度用式(7)計算：H15(d50 mm)(7)這樣，對于給定的探測區(qū)高度，相應(yīng)的探

18、測能力d用式(8)計算：dH15+50 mm(8)即，如果探測區(qū)的高度已知或已確定，最大探測能力是可以計算的。例如，在計算L型電敏式防護設(shè)施的水平截面時，或者如果探測能力是已知的或已確定的時，則最小高度就能計算出來，直到最大允許高度1 000 mm。63 呈角度接近探測區(qū)如果防護設(shè)施的安裝得使接進探測區(qū)的角度在其原設(shè)計接近方向的(垂直或水平)在±5°之內(nèi)，那么就不認為是呈角度接近探測區(qū)，并應(yīng)用相關(guān)公式計算即可(見61，62和64)。對于按接近方向大于角度±5°配置的探測區(qū)，應(yīng)考慮與所預(yù)見的接近方法和所用的最適合的公式計算相關(guān)的風險。當接近角度大于30&#

19、176;應(yīng)視為垂直接近(見61和圖5a)當接近角度小于30°應(yīng)視為平行接近(見62和圖5b)當呈角度地接近探測區(qū)被認為是被認為是平行時，62中聯(lián)系H和d的公式(7)適用于最低處的光束或靠近參考面的光束(圖6中的H)。在平行接近的情況下，計算最小距離S的公式適用于離危險區(qū)最遠的光束。這個光束可用于最大高度達1000mm的探測區(qū)。64 雙位置設(shè)施當探測區(qū)能很容易地被轉(zhuǎn)換到與接近方向或垂直或水平的位置時，則應(yīng)使用兩個接近方向的最小距離(見A4中例3)。探測區(qū)的旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)處在同時滿足兩種接近要求的點上，這個點必須不在那個最近的光束上。當處于與接近方向（垂直于探測區(qū)）相垂直的位置時，使用公式（2

20、）（見611）計算最小距離S，S在500 mm范圍內(nèi)。如果使用公式（2）計算得到S值大于500mm，則可以用公式（3）（見611）計算，但最小距離為500 mm時除外。當處于與接近方向（平行于探測區(qū)）相平行的位置時，使用公式（6）、（7）和（8）計算最小距離S，最大達1 000 mm。S最小距離；1危險區(qū)；2探測區(qū)；3接近方向；4固定式防護裝置；5探測區(qū)起始端。圖5 接近探測區(qū)的角度H探測區(qū)的高度(最低處的光束)；S最小距離；1危險區(qū)；2探測區(qū)；3接近方向；4固定式防護裝置；5探測區(qū)起始端。圖6探測區(qū)的高度(最低處的光束)圖7雙位置設(shè)施7 地面設(shè)置的停機裝置最小距離計算方法71 通用方法依據(jù)適

21、合的C類標準選擇和使用由腳引發(fā)的地面設(shè)置的停機裝置。如無C類標準，則取決于按GBT 16856進行的風險評價。地面設(shè)置的停機裝置的例子包括壓敏墊，壓敏地板和有源光電式防護裝置。本條中對地面停機裝置計算得出最小距離是假設(shè)進入危險區(qū)的接近速度為步行速度。有關(guān)從上面越過危險區(qū)的風險見附錄B。最小距離使用公式(6)計算(見62)：S=(1 600 mms×T)+(1 200 mm04 H) (9)式中，S是從危險區(qū)到離危險區(qū)最遠的裝置探測邊緣的在水平最小距離，以毫米計，H是參考面，如地板上方的距離，以毫米計(見73)。72 地板式裝設(shè)大多數(shù)情況下，停機裝置都直接被安裝在地板上，即H為零。安裝

22、在地板上的停機裝置的最小距離應(yīng)使用從公式(6)演變的公式(9)計算(見62)S(1 600 mms ×T)+1 200 mm (10)73臺階式裝設(shè)如果停機裝置被安裝在臺階上或高臺上，那么最小距離可減少04H，H為臺階的高度，以毫米計。8 雙手控制裝置從最近的致動器到危險區(qū)域的最小距離應(yīng)使用式(11)計算：S(1 600 mms×T)+250 mm(11)通過公式(1)(見第5章)代換：K1 600 mms；C=250 mm。在致動器被驅(qū)動時，如能通過足夠的阻擋，使手或手的一部分進入危險區(qū)的風險可以排除掉，那么，C可以為零，并有一個S為100 mm最小允許距離。注：GBT

23、19671機械安全雙手操縱裝置功能狀況及設(shè)計原則已就防止舍棄預(yù)定控制操作的問題給出了阻擋方面的建議。其中，為防止手或手的一部分進入危險區(qū)所給出的措施并非在所有應(yīng)用場合都是充分的。附 錄 A(資料性附錄)計算實例A1 通則本附錄給出如何使用本標準的實例。在實例中假設(shè)，適用的C類或相關(guān)機器的風險評價允許使用舉例中選用的防護設(shè)施。A2 例1某機器停機時間t2為60ms，裝有一個探測能力為14mm，響應(yīng)時間t1為30 ms垂直動作光電式防護裝置的電敏式防護設(shè)施。使用公式(2)S=(2000mm/s×T)+8(d14mm)(A1)式中，S是危險區(qū)到探測區(qū)的最小距離，以毫米計；T為總響應(yīng)時間，即

24、（60+30）ms=90msd14 mm。 則：S(2 000 mm/s×0.09s)+8(1414)mmS=180 mmA3 例2與例1機器相同，但探測能力為30mm。使用公式(2)S=(2000mm/s×T)+8(d14mm)(A2)式中：T為總響應(yīng)時間，即（60+30）ms=90ms；d=30 mm則：S=(2 000 mms×0.09s)+8(3014)mmS=180 mm+128 mmS=308 mmA4 例3機器要求一個雙位置探測區(qū)，機器臺高度1 000 mm。全系統(tǒng)停機性能T為100毫秒，簾幕探測能力d為40 mm。垂直應(yīng)用使用公式(2)S=(2 0

25、00 mms×T)+8(d14 mm)(A3)式中：T=100 msd=40 mm。則：S=(2 000 mms×01 s)+8(4014)mmS=200 mm+208 mmS=408 mm由于結(jié)果小于500 mm，因此公式有效。水平應(yīng)用使用公式(6)S=(1 600 mms×T)+(1 200 mm04H) (A4)式中，(1 200 mm04H)不小于850 mm則：S(1 600 mms×01 s)+850mmS=160 mm+850 mmS=1 010 mm軸中心點應(yīng)在距危險區(qū)408mm的水平距離位置。探測區(qū)的最小長度為（1010408）mm=602mm。危險評價表明，在本例中，對于所得出的從軸中心到危險區(qū)之間為408mm的距離時，是否需要附加安全防護。A5 不同器件的比較例子A51 例4利用有源光電式防護裝置探測一個自動機器系統(tǒng)危險區(qū)的意外。風險評價表明，一個單