汽車臨邊部位安全防護設計研究

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汽車臨邊部位安全防護設計研究

摘要:隨著汽車行業的發展,汽車生產線安全日益受到整車廠的重視。生產線平臺臨邊部位的防護一直是防護方案設計的難點,也往往容易被忽視。依據GB/T15706的標準要求,參考實際案例,對此類工位防護設計提供具有可行性的參考方案。

關鍵詞:安全防護;臨邊部位;風險減??;安全隔離

1平臺臨邊部位防護基本要求

1.1風險分析。在車間生產線布局中,為充分利用垂直方向空間,很多生產線設置了二層甚至三層鋼平臺。平臺間通常通過升降機等設備進行工件傳輸,往往造成平臺出現臨邊部位(參見下文圖1)。臨邊作業主要指防護設施(如平臺邊緣護欄等)低于80cm或平臺邊緣部位沒有安裝防護設施時的高處作業。由于存在高空墜落風險,在生產線設計時,一般不會安排作業者在此類工位持續作業,主要風險存在于設備維修保養過程中。一方面,這些平臺臨邊區域有墜跌的風險;另一方面,移動設備或設備的移動部分(例如滾床和滑撬、轉臺、EMC輸送裝置等),對維保作業者也有碰撞、擠壓的風險。

1.2相關標準要求。根據GB/T15706-2012《機械安全設計通則風險評估與風險減小》,在采取本質安全設計措施之后,仍無法消除風險的,應采取措施減小風險。[1]對于正常運行期間不需要進入危險區的情況,宜選用以下安全防護裝置:(1)固定式防護裝置;(2)帶或不帶防護鎖定的聯鎖防護裝置;(3)自關閉式防護裝置;(4)敏感保護設備(安全檢測裝置)。

1.3基本防護思路。結合相關標準,對于平臺臨邊部位設置安全防護的基本思路為:通過隔離設施,阻擋人員步入危險區域;同時通過檢測等手段,確保人員極端情況下步入危險區域時保證設備運行可立即停止,并發出報警。此外,還可以通過增設警示等手段,減小人員侵入危險區域的主觀可能,從而使整體風險減小。[2]具體地,應包括以下五類防護手段:(1)固定式防護裝置:包括安裝固定護欄,設置維修平臺等;(2)連鎖防護裝置:包括安全門等;(3)自關閉式防護裝置:設置閘門并與生產線設備聯動運行,阻擋人員進入危險區域;(4)侵入檢測:在危險點侵入方向上布置安全檢測裝置,異常觸發時停止移動設備運行;(5)其他措施:主要包括聲光報警和警示標識等。

2具體案例分析

2.1風險分析。圖1所示為一個“升降機+移載”工位。臺車運載工件沿摩擦輸送線進入工位,到位后移載叉伸出并抬起工件。隨后移載叉回縮,工件移動至升降機上,升降機運載工件下落至地面,同時空臺車前行至下一工位,下一臺載有工件的臺車駛入,如此往復。經過分析,本工位主要風險包括:(1)工位周圍僅在一側設置了2m高的固定圍欄,而臺車進出方向僅有150mm高的矮圍欄,無法起到阻擋作用,人員可以輕易跨過矮圍欄進入危險區域;(2)平臺臨邊部位為一個長度約6m的邊沿,但僅設置了150mm高的矮圍欄,人在此處一旦重心不穩,可能從4.5m高的平臺跌落地面,造成嚴重傷害;(3)缺乏專門為維保人員設置的維修通道,維修人員若進入區域,沒有有效的安全連鎖措施保證相關設備不會異常起動,可能造成維保人員碰撞、擠壓受傷;(4)缺乏檢測裝置檢測區域是否有人異常闖入,即使有人闖入,運動部件也不會自動停止運行;(5)未設置明確的標識等,無法對不熟悉此危險區域的人員形成警示。

2.2減小風險的對策。經過分析,針對此工位采取如圖2所示的方式減小風險。具體地,有:如圖2中1所示,除去臺車進出方向和移載叉進出方向外,其余部分均設置高度不小于2m的固定安全圍欄。其中,臺車進出方向預留的空間為2.2m,移載叉進出方向預留空間縮減至5.0m,保證工件通過外,盡量縮短平臺臨邊長度。在不影響移載叉動作的情況下,對臨邊處矮圍欄(圖2中2所示)盡量加高。由于設備高度差的限制,矮圍欄最多可由原先的150mm加高至250mm,但仍不能消除維保人員墜跌的風險。因此,在此基礎上,在平臺臨邊處兩端設置安全繩固定裝置,維保人員需要在此處作業時,需要如圖2中3所示在臨邊處掛好安全繩,并綁好安全帶后方可作業。在此區域單獨設置一個安全門(圖2中4所示),所有維保人員必須通過安全門進入區域內。當安全門打開時,升降機、移載叉、相關的輸送設備停止運行;安全門鎖具有電磁鎖定、內部緊急逃生功能,并且可以懸掛安全鎖,確保安全門不會被其他人意外復位。在臺車進出的方向,各設置一個自關閉式閘門,其形式可參照圖3。具體采用豎直面內折疊抬升還是水平面內前后推拉的形式,應依照前后工位工件間距是否滿足等因素進行選擇。閘門動作與傳輸設備動作設定連鎖,保證閘門僅在有車通過時處于打開狀態,其余時間均關閉,人員無法由此進入危險區域。在臺車進出的方向,在區域內部各布置一對安全光幕(圖2中6所示),其安裝位置低于臺車最低處,因而當其被異常闖入,說明有人經由閘門處闖入危險區域,此時升降機、移載叉、相關的輸送設備立即停止運行,聲光報警裝置發出相應警報,警示人員撤離危險區域。需要說明的是,根據GB23821-2009《機械安全防止上下肢觸及危險區的安全距離》的相關要求[3],結合現場實際情況,水平方向上的安全距離不應小于1000mm。在出入口處以懸掛警示標識、噴涂地面標識等方式,增加警示效果,提醒靠近人員遠離危險區域。[4]部分可懸掛標識可參見圖4。

3小結

在實際生產線上,還有可能出現的許多其他類型的平臺臨邊情況,本文針對其中一種類型的臨邊情況,通過一系列對策的制定,有效降低了平臺臨邊處的安全風險。對于其他類型的平臺臨邊部位的安全防護方案設計,同樣具有一定的參考意義。當然,僅僅依靠安全防護措施和安全提示來保證安全仍是不夠的。對于關鍵工位,做好安全作業標準制定和宣貫、加強施工作業安全監管、通過培訓讓安全意識深入人心,才可以保障相關措施起到最大效用,確保人和設備的安全運行。

參考文獻

[1]GB/T15706-2012.機械安全設計通則風險評估與風險減小[S].

[2]GB/T16856.2-2008.機械安全風險評價第2部分:實施指南和方法舉例[S].

[3]GB23821-2009.機械安全防止上下肢觸及危險區的安全距離[S].

[4]湯尚坤.高空作業危險源點及安全防控措施[J].低碳世界,2019(03).

作者:程辰 張展鴻 鄧汝炬 單位:廣汽乘用車有限公司

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