生產中使用的設備種類繁多,存在的危險與有害因素各異,一般都有相應的專用安全裝置。因此,安全裝置的具體結構形式千變萬化,種類多樣。但從安全裝置的作用、組成及工作原理等方面看存在許多共性,據此,就可對安全裝置進行分類。安全裝置的分類方法很多,從不同的側面有不同的分類。?
(1)按安全裝置的使用功能可分為兩大類:安全保護裝置和安全控制裝置。安全保護裝置是指配置在機械設備上能防止危險部位及危險因素引起傷害,保障人身和設備安全的所有安全裝置。當操作者處于危險區或設備處于不安全狀態時,安全保護裝置能直接起安全保護作用,如隔離防護安全裝置、聯鎖防護安全裝置、超限保險安全裝置、緊急制動裝置等。安全控制裝置本身并不直接參與人身保護動作,根據其作用方式不同分為安全防護控制裝置和安全監測控制裝置,具體如下:?
①安全防護控制裝置:該安全裝置本身并不直接參與保護人身的安全動作,但是,當人一旦進入危險區,它可以控制機械不能啟動或停止運轉,或將人從危險區排出,或控制人體不能進入危險區。如雙手按鈕式開關、光電式安全防護裝置等。?
②安全監測控制裝置:這是一種將監測儀器和控制系統相結合在一起的安全裝置,可以達到預定的安全水平。一般用在自動化機械或裝置上,將監測儀器置于設備的適當部位,在設備運轉中定期或連續監測其狀態參數(振動、聲音、溫度、壓力等)的變化,以此來反映設備運行狀態的變化。當設備的狀態參數變化到接近限定值的某百分數時,報警器發出警報信號提醒操作者和維修人員注意:當狀態參數超過限定值時,控制系統馬上發出指令并驅動執行機構降低危險性水平或切斷設備電源,使設備停止運轉。?
(2)按控制作用方式及功能不同分類的常見安全裝置類型如圖所示,其中典型安全裝置的特點如下:?
按功能、作用方式劃分的安全裝置類型
① 隔離防護安全裝置?
隔離防護安全裝置是專為保護人身安全而設置的。該裝置有的是裝在機械設備上的防護罩,有的是置于機械周圍一定距離的防護屏或防護柵欄,它們的作用都是防止人進入危險區,阻止人與外露的高速運動或傳動的零部件接觸而被傷害,避免飛濺出來的切屑、工件、刀具等外來物傷人。該裝置又分為防護罩和防護屏兩種類型。?
防護罩:其作用,一是使人體不能進入危險區,二是阻擋高速飛向人體的外來物。為此,防護罩應滿足如下基本要求:?
a.有足夠的強度和剛度,結構和布局合理,而且應牢固地固定在設備或基礎上。?
b.防護罩與運轉零部件之間應留有足夠的間隙,以免相互接觸,干擾運動或碰壞零件。?
c.防護罩不能給生產場所帶來新的危險,其表面應光滑,不得有毛刺或尖銳棱角。?
d.防護罩不應影響操作者的視線和正常作業,應便于設備的檢查、保養、維修。?
根據防護罩的結構特點,分為固定式、可動式和聯鎖式。?
固定式防護罩:用螺栓、螺母或鉚接、焊接牢固地固定在設備上,一般采用封閉式結構,對于需要經常察看危險區內部工況的場合,可采用網狀結構或柵欄結構。當調整或維修機械時,只有專用工具才能打開。為了適應不同對象和不同規格設備的防護,可設計成可調式的。但是,只要一經調定,就要保持固定,不能輕易移動或拆開。固定式防護罩適用于不經常進行調整和維修的可動零部件。如飛輪、傳動帶、明齒輪、砂輪等的防護。在設計和安裝防護罩時,應根據國家標準來確定安全開口和安全距離。所謂安全開口(也叫作安全間隙)是指人體任何一部分(手指、手掌、上肢、足尖等)不能通過的最大開口尺寸;而安全距離是指人體任何一部分所允許接近危險區(如作業點)的最小距離。?
可動式防護罩:又稱開啟式防護罩,不需要專用工具就能打開。主要用于需要經常調整和維修的活動部件,以及需要將工件送入工作點或從工作點取出這些部位的防護。可動式防護罩結構既可以是獨體型,也可以是固定式防護罩上開設送取料孔的絞式蓋或推拉門。例如鋸床上的可調防護罩,大型立式車床上的環開可動式防護罩,鉆床鉆頭上的伸縮式防護罩,車床卡盤上的防護罩等。?
防護屏:是設置在離設備一定距離的地面上,根據需要可以移動。主要適用于不需要人進行操作的設備,它除了可以防止設備傷害外,還可以防止由于灼燙、腐蝕、觸電等造成的傷害。防護屏應有足夠的強度,一般用金屬材料制成,可以采用柵欄、網狀結構或孔板結構。常見的有圍欄、防護屏、欄桿等。在設計防護屏時,其柵欄的橫向或豎向間距、網眼或網孔的最大尺寸和防護屏的高度,以及防護屏放置的最小安全距離必須符合國家標準的要求。?
② 聯鎖防護安全裝置?
聯鎖防護安全裝置的特點主要體現在“聯鎖”兩字上,它表示既有關系,又相互制約(互鎖)的兩種運動或兩種操縱動作的協調動作,實現安全控制。它是各類設備用得最多、最理想的一種安全裝置。聯鎖裝置可以通過機械的、電氣的或液壓、氣動的方法使設備的操縱機構相互聯鎖或操縱機構與電源開關直接聯鎖,主要用于以下幾方面的控制:?
a.防止同時接通兩個或兩個以上相互干擾的運動,如車床上刀架的縱向與橫向運動不允許同時接通;機床的啟動或制動不允許同時發生等。?
b.防止幾個運動同時傳動某一個執行部件,如車床的絲杠與光杠不能同時傳動刀架。?
c.防止顛倒順序動作,即不允許前一個動作尚未完成,下一個動作已經開始,如自動車床上送料與松夾料動作,機床上工件未夾緊,主軸不能起動;燃汽熱水器使用中,沒有送水,熱水器不燃燒;反之,水停,火也自動停等。?
d.防止誤操作功能相反的按鈕或手柄,如啟動與停止運動的開與關,液壓傳動中油路的通與斷,防護罩門的開和關與機器的起和停等。
③ 超限保險安全裝置?
機械設備在正常運轉時,一般都保持一定的輸入、輸出運行參數和工作狀態參數。當由于某種原因使設備發生故障時,將引起這些參數(振動、噪聲、溫度、壓力、負載、速度、位置等)的變化,而且可能超出規定的極限值,如果不及時采取措施,將可能發生設備或人身事故。超限安全保險裝置就是為防止這類事故發生而設置的,它可以自動排除故障,并一般能自動恢復正常運行。?
④ 越位安全裝置?
機械設備以一定速度運動時,有時需要改變其運動方向或運動速度,或需要停止在指定的位置。如自動加工機械中,刀具的運動有快速趨近、慢速工進、停止運動等變速程序要求。設備直行件運動都有一定的行程限度,如果超越規定的行程,就可能發生撞壞設備或撞傷人的事故。為此,必須設置行程限位安全裝置。這種裝置有機電式、液壓式等。?
⑤ 超壓安全裝置?
超壓安全裝置的作用是,當設備內部的流體介質壓力超過規定限值時進行泄壓。它廣泛用于鍋爐、壓力容器(如液化氣貯存器、反應器、換熱器等),因為這些設備若超壓運行就可能發生爆炸和泄漏等重大事故。超壓安全裝置主要有安全閥、防爆膜、卸壓膜等。按結構及泄壓方法不同又可分為閥型、斷裂型(即破壞型)、熔化型及組合型等。其中,安全閥是鍋爐、氣瓶等壓力容器中重要的安全裝置,它的作用是,當容器中介質壓力超過允許壓力時,安全閥就自動開啟,排氣降壓避免因超壓而引起事故。當介質壓力降到允許的工作壓力之后,便自動關閉。?
⑥ 制動裝置?
制動裝置也屬于安全裝置,它的作用是,當設備出現異常現象(如聲音異常、零部件松動、振動劇烈、有人進入危險區等),可能導致設備損壞或造成人身傷害的緊急時刻,立即將運動零部件制動,中斷危險事態的發展。例如,在危險位置突然出現人;操作者的衣服被卷入設備或人正在受傷害;運行部件越程與固定件或運動件相撞等緊急情況下,為了防止事故發生或阻止事故繼續發展,必須使設備緊急制動。按制動方式不同分有機械制動裝置和電力制動裝置。機械制動是靠摩擦力產生的制動力或制動力矩來實現制動,而電力制動則是使電動機產生一個與轉子轉向相反的制動轉矩來實現制動。?
⑦ 監測控制與警示裝置?
當設備發生故障,或人處于危險區域內時,隨時有可能發生設備或人身傷亡事故。在這種情況下,該類裝置的監測儀器向操作人員或維修人員發出危險警報信號,以提醒工作人員注意,并采取相應措施避免事故發生。?
⑧ 防觸電安全裝置?
觸電是人機系統中造成人身傷亡事故的重要原因之一,為了保證操作人員及檢修人員的安全,設備上一定要設置防觸電安全裝置及安全措施,常用的方法有:?
a.斷電保險裝置?
最簡單的斷電保險裝置是聯鎖開關。如當打開設備的防護罩時,與之相關部分的電源被切斷,操作人員及檢修人員就可以安全地接觸這些部分。關上防護罩后,電源又自動接通。?
b.電容器放電裝置?
當設備內部有儲存電荷量大的電容器時,即使切斷電源,電容器及其線路仍需要較長時間的放電,人員接觸仍有被觸電的危險。電容器放電裝置的作用就是泄放設備切斷電源后,其電容器內尚存的電荷。如果電容器及其線路的電壓不能在切斷電源后兩秒鐘內放電降到30伏以下,則必須設置放電裝置。?
c.接地?
為了防止人員受高壓傷害,設備的所有機殼、暴露部位都應接地,保持它們的電位與地電位相同。?
總之,安全裝置是設備本質安全化的基礎,而設備的安全化是保證安全生產的物的保障條件,要確保安全生產就必須消除設備在生產過程中所產生的各種危險與有害因素。?
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