книги / Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственных факторов

где N – общее количество операций, выполняемых работающим; nош – количество операций, выполняемых с ошибками;

τпр – продолжительность процесса; τнс – продолжительность операций, выполняемых несвоевременно.

Для различных рабочих мест и технологических процессов устанавливается, исходя из сущности процесса и возможных исследований ошибок и несвоевремен-

ного выполнения операций, допустимая величина Рс∂.б , меньше которой человека

к работе допускать нельзя. Обучение должно подготовить человека с вероятностью своевременного и безошибочного выполнения операций большего допустимого уровня. Поскольку человеческой природе свойственно забывание, то периодически обучение должно повторяться. Причем забывают все, даже постоянно работающие на данном рабочем месте. Известно, что процесс забывания подчинен экспоненциальному закону (рис. 2.1).

По (2.1) можно определить, через какой промежуток времени необходимо провести повторное обучение

где tмо – период между двумя обычными обучениями.

Психофизиологический отбор определил границы k3, значения Рс∂.б установле-

ны исходя из сущности рабочего места, поэтому значения периода между двумя обучениями легко могут быть найдены. Наиболее эффективно практическое обуче-

ние до величины Рс∂.б с помощью тренажеров, полностью имитирующих действия обучаемых.

21

Организационные методы обеспечивают в значительной мере, но не полностью, реализацию защиты Ζs1ч , Ζs2ч , ... Ζsρч , а также ΖS s1ч , ΖS s2ч , ... ΖS sρч . Полная реализация этих защит возможна только в совокупности с техническими средствами.

2.3. СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ

Организационно-технические методы защиты – те, применение которых определяет человек в процессе производственной деятельности, но реализуются они различными средствами. Наиболее известным организационно-техническим методом защиты является применение знаков безопасности. Они устанавливаются по решению человека и предупреждают об опасности, указывают на опасность, запрещают действия, которые могут быть опасными.

ГОСТом ССБТ все знаки безопасности разделены на запрещающие, указательные и предписывающие.

Организационно-технические методы защиты включают в себя комплекс мероприятий, предупреждающих возникновение и развитие опасности. В первую очередь, к таким мероприятиям следует отнести профилактику отказов и неисправностей оборудования и технических средств защиты.

Предупреждение отказов и неисправностей осуществляется через определенные промежутки времени, исходя из надежности оборудования, требуемой надежности, наработки оборудования, продолжительности профилактики. Определение межпроверочного или межрегламентного периода проводится следующим образом:

где ωС – параметр потока отказов системы; tмп – межпроверочный период;

tп – продолжительность проверок;

tв – продолжительность устранения отказов или неисправностей. Определение tмп производится путем подставления значений tмп до достижения

необходимой величины Ртр.

Определенная таким образом величина tмп позволяет указать очередное время технического обслуживания, проверок, испытаний, тем самым предотвращая отказы и неисправности. Эта величина заносится в техническую документацию.

2.4. СОДЕРЖАНИЕ МЕТОДОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Описанные ранее организационные и организационно-технические методы защиты дают эффект только в совокупности с техническими средствами защиты. Методы защиты, используемые технические средства весьма разнообразны, много-

22

численны, и их использование зависит от конкретных опасных и вредных производственных факторов, конструкции оборудования и множества других моментов.

Вто же время можно указать две большие группы методов защиты:

•методы групповой защиты,

•методы индивидуальной защиты.

Методы групповой защиты применяются для защиты всей группы работающих на рабочем месте или в технологическом процессе.

Методы индивидуальной защиты используются для защиты конкретного работающего. Как правило, методы индивидуальной защиты применяются тогда, когда невозможно или чрезмерно дорого обеспечить защиту работающих методами групповой защиты.

К методам групповой защиты также относятся:

•сигнализация;

•ручная техническая защита;

•автоматическая защита;

•автоматизированная защита.

Сигнализация оповещает работающих об увеличении мощности источника опасности Zφ, об уменьшении расстояния опасного воздействия Zρ, об увеличении времени опасного воздействия Zτ и т. п. Она может быть световой, звуковой, флажковой и т. п., а также комбинированной.

Ручные технические средства защиты представляют собой такие технические устройства защиты, которые человек должен приводить в рабочее состояние вручную. Это – различные защитные двери, крышки, запоры, предохранители и другие подобные устройства.

Автоматическая защита представляет собой устройства, срабатывание которых при превышении φ, τ и уменьшении ρ происходит без вмешательства человека. Это – предохранительные клапаны, устройства отключения, автоматы защиты и другие подобные им устройства.

Автоматизированная защита представляет собой контроль нескольких параметров и, чаще всего, не одного источника опасности и срабатывает в случае неблагоприятного сочетания нескольких параметров нескольких источников опасности.

В следующих главах будут рассмотрены системы защиты от конкретных опасных и вредных производственных факторов.

23

Любая грузоподъемная машина (ГПМ) имеет основание, механизмы подъема груза, механизм торможения, механизмы перемещения, устройства управления и сигнализации.

Функции защиты от опрокидывания выполняют:

•для портальных и башенных кранов – подкрановые пути,

•для колесных кранов – выносные опоры-аутригеры,

24

•для всех передвижных кранов – указатели крена и разрешенной грузоподъемности.

Для предотвращения падения груза краны всех типов оборудуются ограничителями грузоподъемности. Ограничители грузоподъемности в зависимости от конструкции крана могут быть:

•механическими,

•гидравлическими,

•электрическими,

•электронными.

Функция ограничителя грузоподъемности – предотвратить подъем груза, превышающего по весу расчетный.

Даже груз с расчетным весом может упасть вследствие следующих причин:

•износ зева крюка,

•износ или обрыв проволок в грузовом канате,

•износ ручья блока,

•разрегулировка тормоза,

•трещины в металлоконструкции грузоподъемной машины.

Для того чтобы предотвратить опасность падения груза из-за указанных причин, проводятся организационно-технические мероприятия, осмотр грузоподъемной машины перед началом работы лицом, назначенным ответственным за безопасную эксплуатацию. Для полного изучения состояния грузоподъемной машины проводится техническое освидетельствование. Оно включает в себя:

•проверку документации на ГПМ;

•осмотр металлических конструкций и сварных швов на предмет отсутствия трещин, изгибов и других дефектов;

•осмотр грузового каната с целью определения целостности проволок, отсутствия порывов прядей и т. п.;

•осмотр крюка, блоков, барабана, ручьев барабана на предмет отсутствия сколов реборд и недопустимого износа;

•статические испытания;

•динамические испытания.

При статических испытаниях с помощью расчетного груза оценивается прочность конструкций грузоподъемной машины и проверяется работа тормоза в режиме зависания груза.

Динамические испытания позволяют оценить устойчивость ГПМ и способность эффективного торможения груза в динамике работы грузоподъемной машины.

Результаты испытаний заносятся в паспорт ГПМ с указанием срока следующих испытаний.

Опасная зона работы грузоподъемной машины и возможного перемещения груза указывается вывешиванием знаков безопасности.

Организационной формой обеспечения безопасности является обучение специалистов, эксплуатирующих ГПМ, по специальной программе Ростехнадзора с выдачей соответствующего удостоверения.

25

ГЛАВА 4

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАБОТЕ

СДВИЖУЩИМИСЯ ЧАСТЯМИ МЕХАНИЗМОВ

4.1.МЕСТО И УСЛОВИЯ ПРОЯВЛЕНИЯ ОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ФАКТОРА

Опасный производственный фактор – движущиеся механизмы и их части, в процессе работы которых человек при неспровоцированном контакте может получить механическую травму. Такая опасность существует на предприятиях и в цехах, где используются какие-либо подвижные механизмы: кузнечно-прессовые, механические цеха, цеха по затариванию, расфасовке и сборке, установки предприятий химических производств, где используются гидро- и пневмоприводы, дозирующие и перемешивающие устройства, а также при проведении транспортных и монтажных операций на предприятиях.

Условия существования потенциальной опасности воздействия объекта (движущегося механизма) на человека можно рассматривать как:

1.Предусмотренные самим технологическим процессом в зависимости от его назначения (например, работа с подъемно-транспортным оборудованием, станками, прессами и т. д.).

2.Приводящие к опасности из-за недостатков в монтаже и конструкции объекта (например, обрывы конструктивных элементов и их падение, разрушение от коррозии и т. п.).

3.Возникающие вновь при изменении технологического процесса и применении другого типа оборудования (по сравнению с ранее принятым в проекте).

4.Зависящие от человека (психофизиологические особенности, целевое устремление, отношение к необходимости поддерживать культуру производства на достаточно высоком уровне и т. п.).

Присутствие опасного фактора на производстве является характерным, но не обязательным его условием. Причины его проявления в большинстве случаев – результат конструктивных недостатков оборудования, недостаточности освещения, неисправности защитных средств, оградительных устройств, а также результат несоблюдения правил безопасности из-за неподготовленности работников, низкой трудовой дисциплины, неправильной организации работы, отсутствия надлежащего контроля за производственным процессом и др.

4.2. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ С ДВИЖУЩИМИСЯ МЕХАНИЗМАМИ

Согласно ГОСТ 12.4.125–83 [40] средства коллективной защиты разделяются на устройства: оградительные, предохранительные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления и знаки безопасности. Средства коллективной защиты также можно классифицировать по мощности, расстоянию и времени опасного воздействия.

26

4.2.1.СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ МОЩНОСТИ ИСТОЧНИКА ОПАСНОСТИ

Кэтим средствам относятся предохранительные защитные устройства, предназначенные для автоматического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределами допустимых значений. Таким образом, при аварийных режимах (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы тока, крутящих моментов и т. п.)

исключается возможность взрывов, поломок, воспламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125–83 предохранительные устройства по характеру действия бывают блокировочными и ограничительными. К предохранительным устройствам относят ограничители хода как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, изготовленные в виде упоров, концевых выключателей и т. п.

Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы. В случае работы на больших скоростях передвижения ограничители хода должны сочетаться с тормозными устройствами, которые снижают скорость до безопасных величин, исключающих поломки оборудования и возможные травмы. Тормозные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на колодочные, дисковые, конические и клиновые; по способу срабатывания – на ручные, автоматические и полуавтоматические; по принципу действия – на механические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и комбинированные; по назначению – на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.

В качестве предохранительных устройств от перегрузки машин и станков вводят слабое звено в конструкцию машины. Эти устройства представляют собой детали и узлы машины, которые разрушаются при перегрузках. К ним относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком, шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движение при чрезмерных крутящих моментах; плавкие предохранители; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением и т. п. Слабые звенья могут быть с автоматическим восстановлением кинематической цепи после того, как контролируемый параметр вошел в норму (например, муфты трения), и с необходимой заменой разрушенного элемента слабого звена. Срабатывание слабого звена приводит к остановке машины; при этом предотвращается авария или несчастный случай.

4.2.2.СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ВРЕМЕНЕМ ОПАСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Ксредствам коллективной защиты временем опасного воздействия можно отнести блокировочные устройства. Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электронные, электрические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные. Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо во время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор. Особенно большое значение этим видам средств защиты придается на рабочих местах агрегатов и машин, не имеющих ограждений, а также там, где работа может вестись при снятом или открытом ограждении.

27

Механическая блокировка представляет собой систему, обеспечивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) устройством. При снятом ограждении агрегат невозможно растормозить, а следовательно, и пустить его в ход

(рис. 4.1).

Электрическую блокировку при-

4меняют на электроустановках напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения.

нужно повернуть рукоятку 1. При этом повернется валик 6, соединенный с рубильником 7 и замком 2. Валик разомкнет электрическую цепь рубильника, а затем освободит засов 3 замка. Чтобы снова включить установку, следует вначале закрыть дверь 4 и повернуть рукоятку. Скоба на двери нажмет на палец 5, утопит его и даст возможность засову войти в отверстие скобы. Таким образом, вначале окажется закрытой дверь и лишь потом включится рубильник.

Электромагнитную (радиочастотную) блокировку применяют для предотвращения попадания человека в опасную зону. Если это происходит, высокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле. Контакты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечивает электромагнитнoe торможение привода за десятые

ческих цехах машиностроительных заводов. Световой луч, падающий на фотоэле-

28

мент, обеспечивает постоянное протекание тока в обмотке блокировочного электромагнита. Если в момент нажатия педали в рабочей (опасной) зоне штампа окажется рука рабочего, падение светового тока на фотоэлемент прекращается, обмотки блокировочного магнита обесточиваются, его якорь под действием пружины выдвигается и включение пресса педалью становится невозможным.

Электронную (радиационную) блокировку применяют для защиты опасных зон на прессах, гильотинных ножницах и других видах технологического оборудования, применяемого в машиностроении (рис. 4.3). Излучение, направленное от источника 5, улавливается трубками Гейгера 1. Они воздействуют на тиратронную лампу 2, от которой приводится в действие контрольное реле 3. Контакты реле либо разрывают цепь управления, либо воздействуют на пусковое устройство. Контрольное реле 4 работает при нарушении системы блокировки. Преимуществом блокировки с радиационными датчиками является то, что они позволяют производить бесконтактный контроль, так как связаны с контролируемой средой. В ряде случаев при работе c агрессивными или взрывоопасными средами в оборудовании, находящемся под большим давлением или имеющем высокую температуру, блокировка с применением радиационных датчиков является единственным средством для обеспечения требуемых условий безопасности.

Рис. 4.3. Схема электронной (радиационной) блокировки

Рис. 4.4. Схема пневматической блокировки:

1 – реле давления; 2 – запорное устройство; 3 – электромагнит

Пневматическая схема блокировки широко применяется в агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: турбинах, компрессорах, воздуходувках и т. д. Ее основным преимуществом является малая инерционность. На рис. 4.4 приведена принципиальная схема пневматической блокировки. Аналогична по принципу действия гидравлическая блокировка.

29

4.2.3.СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ РАССТОЯНИЕМ ОПАСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Кэтим средствам относятся оградительные устройства и знаки безопасности. Оградительные устройства – класс средств защиты, препятствующих попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства применяют для изоляции сис-

тем привода машин и агрегатов, зон обработки заготовок на станках, прессах, штампах, оголенных токоведущих частей, зон интенсивных излучений (тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредных веществ, загрязняющих воздушную среду и т. п. Ограждают также рабочие зоны, расположенные на высоте (леса и т. п.).

Конструктивные решения оградительных устройств весьма разнообразны. Они зависят от вида оборудования, расположения человека в рабочей зоне, специфики опасных и вредных факторов, сопровождающих технологический процесс. В соответствии с ГОСТ 12.4.125–83 [40] классифицирующие средства защиты от механического травмирования, оградительные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению – на кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу изготовления – на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу установки – на стационарные, подвижные, переносные.

На стационарных устройствах предусматривают небольших размеров технологический проем, чтобы он пропускал обрабатываемую деталь, но не пропускал руки рабочего. Такое ограждение может быть полным, когда локализуется опасная зона вместе с самой машиной, или частичным, когда изолируется только опасная зона машины. Примерами полного стационарного ограждения служат ограждения распределительных устройств электрооборудования, кожуха галтовочных барабанов, корпуса электродвигателей, насосов и т. п.; частичного – ограждения фрез или рабочей зоны станка (рис. 4.5). Стационарные ограждения демонтируются лишь для выполнения операции смены режущего инструмента, смазки, контрольных измерений или профилактического ремонта.

Рис. 4.5. Конструкции стационарных ограждений станков:

а– полное ограждение; б – частичное ограждение режущего инструмента;

в– частичное ограждение зоны резанья

30