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汽车临边部位安全防护设计研究

2021-02-25 09:41 来源:汽车设计论文 人参与在线咨询

摘要:随着汽车行业的发展,汽车生产线安全日益受到整车厂的重视。生产线平台临边部位的防护一直是防护方案设计的难点,也往往容易被忽视。依据GB/T15706的标准要求,参考实际案例,对此类工位防护设计提供具有可行性的参考方案。

关键词:安全防护;临边部位;风险减小;安全隔离

1平台临边部位防护基本要求

1.1风险分析。在车间生产线布局中,为充分利用垂直方向空间,很多生产线设置了二层甚至三层钢平台。平台间通常通过升降机等设备进行工件传输,往往造成平台出现临边部位(参见下文图1)。临边作业主要指防护设施(如平台边缘护栏等)低于80cm或平台边缘部位没有安装防护设施时的高处作业。由于存在高空坠落风险,在生产线设计时,一般不会安排作业者在此类工位持续作业,主要风险存在于设备维修保养过程中。一方面,这些平台临边区域有坠跌的风险;另一方面,移动设备或设备的移动部分(例如滚床和滑撬、转台、EMC输送装置等),对维保作业者也有碰撞、挤压的风险。

1.2相关标准要求。根据GB/T15706-2012《机械安全设计通则风险评估与风险减小》,在采取本质安全设计措施之后,仍无法消除风险的,应采取措施减小风险。[1]对于正常运行期间不需要进入危险区的情况,宜选用以下安全防护装置:(1)固定式防护装置;(2)带或不带防护锁定的联锁防护装置;(3)自关闭式防护装置;(4)敏感保护设备(安全检测装置)。

1.3基本防护思路。结合相关标准,对于平台临边部位设置安全防护的基本思路为:通过隔离设施,阻挡人员步入危险区域;同时通过检测等手段,确保人员极端情况下步入危险区域时保证设备运行可立即停止,并发出报警。此外,还可以通过增设警示等手段,减小人员侵入危险区域的主观可能,从而使整体风险减小。[2]具体地,应包括以下五类防护手段:(1)固定式防护装置:包括安装固定护栏,设置维修平台等;(2)连锁防护装置:包括安全门等;(3)自关闭式防护装置:设置闸门并与生产线设备联动运行,阻挡人员进入危险区域;(4)侵入检测:在危险点侵入方向上布置安全检测装置,异常触发时停止移动设备运行;(5)其他措施:主要包括声光报警和警示标识等。

2具体案例分析

2.1风险分析。图1所示为一个“升降机+移载”工位。台车运载工件沿摩擦输送线进入工位,到位后移载叉伸出并抬起工件。随后移载叉回缩,工件移动至升降机上,升降机运载工件下落至地面,同时空台车前行至下一工位,下一台载有工件的台车驶入,如此往复。经过分析,本工位主要风险包括:(1)工位周围仅在一侧设置了2m高的固定围栏,而台车进出方向仅有150mm高的矮围栏,无法起到阻挡作用,人员可以轻易跨过矮围栏进入危险区域;(2)平台临边部位为一个长度约6m的边沿,但仅设置了150mm高的矮围栏,人在此处一旦重心不稳,可能从4.5m高的平台跌落地面,造成严重伤害;(3)缺乏专门为维保人员设置的维修通道,维修人员若进入区域,没有有效的安全连锁措施保证相关设备不会异常起动,可能造成维保人员碰撞、挤压受伤;(4)缺乏检测装置检测区域是否有人异常闯入,即使有人闯入,运动部件也不会自动停止运行;(5)未设置明确的标识等,无法对不熟悉此危险区域的人员形成警示。

2.2减小风险的对策。经过分析,针对此工位采取如图2所示的方式减小风险。具体地,有:如图2中1所示,除去台车进出方向和移载叉进出方向外,其余部分均设置高度不小于2m的固定安全围栏。其中,台车进出方向预留的空间为2.2m,移载叉进出方向预留空间缩减至5.0m,保证工件通过外,尽量缩短平台临边长度。在不影响移载叉动作的情况下,对临边处矮围栏(图2中2所示)尽量加高。由于设备高度差的限制,矮围栏最多可由原先的150mm加高至250mm,但仍不能消除维保人员坠跌的风险。因此,在此基础上,在平台临边处两端设置安全绳固定装置,维保人员需要在此处作业时,需要如图2中3所示在临边处挂好安全绳,并绑好安全带后方可作业。在此区域单独设置一个安全门(图2中4所示),所有维保人员必须通过安全门进入区域内。当安全门打开时,升降机、移载叉、相关的输送设备停止运行;安全门锁具有电磁锁定、内部紧急逃生功能,并且可以悬挂安全锁,确保安全门不会被其他人意外复位。在台车进出的方向,各设置一个自关闭式闸门,其形式可参照图3。具体采用竖直面内折叠抬升还是水平面内前后推拉的形式,应依照前后工位工件间距是否满足等因素进行选择。闸门动作与传输设备动作设定连锁,保证闸门仅在有车通过时处于打开状态,其余时间均关闭,人员无法由此进入危险区域。在台车进出的方向,在区域内部各布置一对安全光幕(图2中6所示),其安装位置低于台车最低处,因而当其被异常闯入,说明有人经由闸门处闯入危险区域,此时升降机、移载叉、相关的输送设备立即停止运行,声光报警装置发出相应警报,警示人员撤离危险区域。需要说明的是,根据GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》的相关要求[3],结合现场实际情况,水平方向上的安全距离不应小于1000mm。在出入口处以悬挂警示标识、喷涂地面标识等方式,增加警示效果,提醒靠近人员远离危险区域。[4]部分可悬挂标识可参见图4。

3小结

在实际生产线上,还有可能出现的许多其他类型的平台临边情况,本文针对其中一种类型的临边情况,通过一系列对策的制定,有效降低了平台临边处的安全风险。对于其他类型的平台临边部位的安全防护方案设计,同样具有一定的参考意义。当然,仅仅依靠安全防护措施和安全提示来保证安全仍是不够的。对于关键工位,做好安全作业标准制定和宣贯、加强施工作业安全监管、通过培训让安全意识深入人心,才可以保障相关措施起到最大效用,确保人和设备的安全运行。

参考文献

[1]GB/T15706-2012.机械安全设计通则风险评估与风险减小[S].

[2]GB/T16856.2-2008.机械安全风险评价第2部分:实施指南和方法举例[S].

[3]GB23821-2009.机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离[S].

[4]汤尚坤.高空作业危险源点及安全防控措施[J].低碳世界,2019(03).

作者:程辰 张展鸿 邓汝炬 单位:广汽乘用车有限公司

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