en121002中文.文档.docx
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1、机械安全基本概念与设计通则第2部分:技术原则与规范ENISO12100-2:2003*本标掂是根据ISO的2类技术报告ISOurR121002,19924机械安全一一荻本概念,设i1.通则第2部分:技术原则与规范3制定的,在标Jtt技术要素上与之等效,在概述要素、一般要素和补充要素方面根据国内情况右以下几点改变:I.删去了EN292-2的前言,因为该前方只说明了标准的起草单位以及引用标准EN6O2(M-1.的修订情况;引力只是说明欧洲机械安全标准的分类及各类标准之间的关系,播与本标准的技术内容关系不大,故将其枷去,2 .!去了原“引用标准”章中所列的所有欧洲标准和标准草案,因为对应于这些标席和
2、标准草案,我的相陆续制定相应的国家标准.因此,在本标准正文中心关引用这些标准或标准草案的地方.在文字叙述上都做了相应的修改.3 .删去了原提示的附录A至附录D,因为这些附录是针对欧共体国家和欧洲自由贸易联国家的,对我们国家没有什么影响,ISO/TR121002:1992是等网采用欧洲标准EN2922:1991的,现在已发至ISO/TC199各成员国试用.根据ISO2类技术报告的规定,自出版之日起,三年后进行复审,若红市通过,即转为正式ISO标准,若通不过,再JS长三中然后再S1.m.若再遹不过,该项目就最消本标准在力机械安全基本概念与设口通则1的总标题下,包括以下两部分:第1部分:ENISO1
3、2100-1:2003施本术语、方法学第2部分:ENISO1210022003技术原则与规范本标准自1996年6月I日开始实施.本标准由机械1:业部提出.本标准由全W机械安全标准化技术委员会归口。本标海负责起草取位:机械工业制机械标让化研究所:参加起草单位:北京第机床厂、东风汽车公司.本标谕上要起草人:“贤智.李勤、陈燕向、胡天锡、王行贤、王援朝.1 本标准爆定了设计机械产M时.为r保证机械安全而取遵循的技术原则与规范.本标准适用于各类机械产品的设冲,也适用于具有类似危险的其他技术产品的设计.2引用标准以下标准所包含的条文,通过在本标准中的引刖而构成本标准的条文.本标准出版时.所示版本均为有效
4、所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用以下标准豉新版本的可能性“ENISO12100-1:2003机械安全塞本概念与设计通则第1都分:基本术语、方法学3通过慢计求小风险通过设计减小风险可单独或联合使用以下措施:-通过选用适当的设讣结构尽可能避免或战小危险(见3.1至3.9);通过M少对操作者涉入危险区的需要,限制人们面临危险(见3.10至3.12)。3.I避免锐边、尖角和凸出部分等在不影响使用的俏况下,易接近的机械零部件不应有会引起损伤的银边.尖角、粗忸的表面、凸出部分和可能刮伤身体部分或衣服的开口。尤其应注意金/薄片的棱边必须倒钝、折边或修边,Uf能引起“刮”伤的开口管端应包树.3
5、 2便机器达到本质安全的指循在设计机潺时应借助以下插他使其达到本班安全:- 零部件的形状和相对位置,例如:为了避免挤压和典切危险,可增大运动件间最小距离,这样使人的身体可以安全地进入,或者减小运动件间的最小距离,使人的身体不能进入,- 将操双力限制到G低值,以使操作件不会产生机械危险;- 限制运动件的质量(亚狄)和(或)速度,以减小其动能:- Ri制噪声和振动:- 其他,3.3考虑设计规程,材料性能数据和有关机械设计与制造的个专业规则(如计算规则等)a)机械应力例如:- 对诸如螺性连接,焊接警逋过采用正确计灯,结构设计和肾IA1.方法限制应力:- 通过预防超裁(如采用“易熔”塞,限乐阀,断路
6、器,力矩限制袋置等限制应力:- 避免在Ur变应力(主要是周期应力)卜零件产生疲劳;- 网转件的惮平衡和动平衡.b)材料例如:- 材料的特性:- 腐蚀,老化,的损;- 材料的均匀性;- 材料的毒性.3.4使用本质安全技术,工艺过程和动力故例如:- 对预定在爆炸气第中使用的机器应采用全气动或全液压控制系统和操双机构,成来川木匝安全- 采用电压低于“功能特低电压”的电源:- 在机器的液JE袋置中使用阴燃和无毒液体.3.5应用零件间的强制机械作用原则如果一个机械零件运动不可避免的使另一个与其直接接触或依板刚性连接件连接的零件的其一道运动,这两个零件就是以塌制模式连接,它可以完全防止另一个零件的任澈运动
7、相反,若个零件运动并允许另个零件自由运动(通过重力、师力等),则第个事件对外个零件就不存在强制机械作用.3.6遵循人类工效学原则在机械设计中根据人类工效学吃则,通过战小操作者的紧张和所需体力来提高安全性,并以此改善机器的操作性能和可靠性,从而减少机器使用各阶段的差错概率,在初步设计中分配操作者和机器功能(自动化程度)时,应注意采用这些原则.为了避免T扰、紧非、生理或心理学危险.应注意使用该机器国家的人体尺.寸、力fit和姿态,运动幅改、周期动作频率等.“人一机”相互作用的所有要素,如操纵器、信号装机和显示装用,都应设计得使操作者和机器间的相互作用尽可能消金、明确.设计者在设计机器时,尤其应注
8、意以下人类工效学要求:3.6.I要避免操作者在使用和徘停机器时的紧张状态和运动(如提供适合于不I可操作者的网整机器的工具等).3.6.2机器,尤其是手持式机器,要与人的体力及位移特征相适应,也要与人的手、理、Iffi等人体有关部分相适应.3.6.3尽可能卷免味声、振动、热效应等.3.6.4避免将操作者的工作节奏与自动的连续砧环连在一起.3.6.5当机器和(或)其防护装M的结构特征使得正常强咬的环境照明显得不足时,在机器上应提供局部照明,以照亮工作区和调整、安装与维修区.当阳光、雄眼的光线、阴影和频闪效应会引起风险时.应加以避免.如果光源的位置在使用中需进行网整.它应位于操作者进行调整时不会引起
9、任何危险的位置上.3.6.6手动操纵器的设计、配置和标记应满足以下需求I.它们必须明显Ur见、可识别,必要处适当加标志;- 它们必须货安全的即时操作,而旦作用明确(例如操纵器的标准布置,当操作者由台机器传到另一台具有同样操作模式的同类型的机器上工作时可以及少差错概率):- 它的的位置(对按M)和运动(对手柄和手轮)与它们的作用应是恒定的:- 它们的操作不会引起附加风险,当所设计和制造的探狼器执行几个不同动作时,即它们不是一一对应的(如键盘等),所执行的动作应清晰的显示出来,并且必要时应羟过认可.考虑人类I:效学原则,操纵器的布置.行程和对操作的阻力都要和执行运行的动作相匹配.应考虑由于来用必要
10、或用可预见使用的个人防护装需(如防护鞋、手套等带来的约束.3.6.7指示器、度盘和视觉显示装W的设计与1应符合以卜要求:- 它们应在人们能察觉的参数和特征他EBI之内.- 信息的显示应便于察看、识别和理解,即应耐久、清晰、含义确切,并且对于操纵者的要求和预定使用明确:- 操作者在操作位置可以看见它们:- 操作者在主要操作位置应能绯确认没有人面临危陂区,如果不能保证这点,操纵系统的设计和制造应使得好当机器要起动时,能发出听觉和(或)视觉警告信号,这样使面临危险的人可以有时间采取措施防止机械起动.3.7设计控制系统时安全原则的应用设计机器控制系统时,应充分注意可能导致预料不到的潜任的危险机密工况,
11、危险机器工况典型起因是;- 不合适的设计或控制系统逻辑的恶化(意外的或非意外的);- 控制系统的个或几个零件行时或永久的献陷或失效:- 控制系统动力源的变化或失效:- 控制器的设计或配巴不当。危险机遇工况的典型例子:- 无意识的(意外的)起动:- 速度变化失控;- 运动中的卷部件不能停止:- 运动的机涔零件或由机器夹绘的工件摔下或飞出;- 安全装况受阻.控制系统必须具有使操作者安全而容易地进行干预的措苑,这需要:- 进行起动和停止状态的系统分析:- 提供各种规定的探作模式(例如:正常停机后起动.运行过程中断后或急停后冉起动,取下装在机容上的工件,在机涔零件失效的情况下机器的一部分运特等);-
12、使用电子控制系统和视觉显示装W.及时清楚地显示故陈:- 考虑复杂机器的特定要求.为了防止危险机隅1:况和实现安全功能,i殳计控制系统应符合下列原则和方法,根据具体情况,这些原则和方法可以单个使用,也可以联合使用.3.7.1机构的旭动或加速运动的基本动作应通过施加成增大电压或流体压力去实现,如果考虑采用.进制逻辑元件,通过由。状态到1状态去实J如假如状态I代表最高贷收状态);相反,停机或际低速度的此本动作应通过去除或降低电压或液体压力去实现,如果考虑采用二进制逻辑元件,应通过1状态到。状态去实现(假如状态1代表G高能H状态)。3.7.2动力中断后Jfi新接通时,机器可能会自发的再起动,如果这种再
13、起动会产生危险,应当防止(如采用自保护维电器接触器或阀).3.7.3零部件的可靠性应作为安全功能完得性的基础.差错会危及安全功能.这一原则无论何时都适用,为了实现安全功能,在一定使用期限内,使用的零部件应能承受与在预定使用条件下所用设备有关的各种干扰和应力,而不会失效使机;K产生危险的误动作,注,应考虑诸如冲击、振动、冷.热、潮涉、灰尘,腐蚀性物吸、沛电、6场W电场3环境应力.由这垓应力可能产生的干扰是,加绝缘失效*控扪系统库部件的功能也时或未久失效等.3.7.4“定向失效模式”的部件或系统的使用.“定向失效模式”的部件或系统是指其主要失效模式是预先已知的,井总是如此的部件或系统,3.7.5“
14、关键”件的加倍(或冗氽),除经多次试验证明(本朋安全)部件外的其他一些部件也可以用于实现安全功能,万一一个部件失效,另一个或其他数个)可以接替实现这种功能,这样仍能达到所霜的安全水平.这时应采用与多种设计和(或)工艺相结合的自动监控,以避免共因失效(如由于电磁扰引起).在这种情况下.由失效风险带来的危险被大大减小(接近于故障保护状态因为这时只有在同一运转过程中两个(或所有关键件全都失效才会出现危险状态。3.7.6自动监控自动航控保证部件或元件执行其功能的能力M小或加工条件变化会产生危险时,安全措施开始起作用.安全措脩可以是:- 停止危险过程:- 防止由于部件或元件故障的出现,笫一次容机后过程再
15、起动;- 触发报警器,3.7.7UrIR编程控制系统中安全功能的保护XjUJ近汾程的系统提出了更多的安全何期,这些系统包括:- 打开开关、啊门或联锁装置的网盘、凸轮或鼓轮构件:- 影响其他“硬件基本龙轮的选择潺开关或阀门I- E片阅读器;- 穿孔带阅读器;- 磁带或碾世:- 电子或光学存贮滞.任关键的安全控制系统中,使用这样的构件时,应注意来取可靠措施以防止贮存程序被有意成无意改变.这些措施可包括:- 止动凸轮:- 嵌入软件,如只诙存贮器(ROM).- 限制存取(通路)闭锁装置:- 访问软件口令。注:可能的话而栗用故郎依依系统来检杳由于欧变程序而引起的整格.3.7.8有关手动控制飘则aIFrJ
16、J操纵器应根据有关人类工效学原则进行设计和配JB(见36.6):b)停机操纵器应位于每个起动操纵器附近.时于通过止一动操纵潺去执行起动/停止功能的地方,若松手时由于止一动操纵器自动闭合无法传送停机指令可能导致风险时,应棍供单独的警机探双器;O除了某些必沏位下危险区的操纵器(如急停装比,吊挂操狼板等)外,一般操纵器都应价置于危险区外:d)操纵隅(尤其是起动操纵器)应尽可能E置在操作它们时可以看见被控制的郃分:O如果通过几个操纵寄可以起动同一个危险元件的话,则操纵器戏路应安排得在给定时间内.只有一个操纵器是有效的。尤其对通过可防操作者一起进入危险M的携带式操纵装置(如吊挂操械板)进行手动控制的机器
17、更应来用这一原则,这一阴则不能用于双手操纵装过(见EN1.SO1.2100-1:2003的3.23.4):f)在有风险的地方操纵器的设计或防护应做到不是有意识的操作不会动作,3.7.9控制和操作模式的选授如果己设计和制造出的机械允许使用几种控制和操作模式以代我不同安全水平(如允许调整、维修、检脸等).它应装备有能锁定在仔个位置的模式选择器.选择器的每个位置都应相应于等一操作或控制模式,限恻某类操作者使用机器的某些功能的选择器也Ur以用另一种送押方式代撤例如,“取代码用于某种数控功能等13.7.IO设定、示教、过程转换、龙找故障、治理或维恰控制模式为了对机械进行设定、示教、过程转换、查找故障、清
18、理或维修,防护装建必须移开或拆除,安全装置必须受到抑制.并H,为了进行这些操作,有必要使机械运林时,凡切实可行处,必须采用能同时酒足以下要求的手动控制模式保证操作者在操作中的安全:-使自动控制模式不起作用(这骐意味着不会由于某一性感器状态的改变而导致危险操作):-只有通过触发起动装巴止一动操纵装置或双手操纵装置(见ENISOI2II:2003的3.23.4),才允许危险元件运转:- 为了防止连续风险,只有在加强安全的条件下(例如降低速度、减小动力、点动一一有限的运动操纵装园(见GB/T1S706.1-1995的3.23.8)或其他适当措施),才能允许危险元件运转.这种控制模式必须与下列某些措施
19、相结合:- 尽可能限制接近危险区:- 急停操纵器应位于操作者立即可达的范围内:- 携带式操纵装留吊挂操帆板)和(或)局部控制装置应使被控制部分陡看见.3.7.I1.为防止危险的误动作.设计电(电气和电子或系统的其他标准化措施.所有机器电f设备的电磁数容性应与相关标准相致,3. 8防止来自气动和液压装置的危险机器的气动和液质装置内按以下要求i殳计:- 不能超过管路中必大允许压力(如借助限压袋置卜- 不会由丁压力损失、压力降低或JX空度降低而导致危险;- 不会由于泄漏或元件失效而导致危险的流体喷射:- 气体接吸器、储气揄或匏似容器(如液一气节能器)应与这些元件的设计规则相致:- 所有元件.尤其地管
20、子和软管,要针对各种有害的外部影响加以防护:- 当机器与其动力源断开时(见6.2.2),使贮存器和类似容器(如液一气蓄能器)尽可能自动卸压,如果不Ur能,应提供隔离措施和(或)局部卸压及压力指示措施:- 机器与其能源断开后,所有可能保持压力的元件都应提供有明显识别排空的装置和绘制有注意事项的警告牌.指明对机器进行任何调整或难修动作前必须对这些元件卸压.1.9 预防电的危险机鬻中的电气部分应符合句关电气安全标准的要求.党其应注迓以下几个方面I- 防止电击- 防止短路- 防止过截1.10 通过设备的可秋性限制操作荐面临危险槌商机械件网成部分的可旅性.哉少需要纠正的事故频次,从向可以然少面临的危1.
21、机器的动力系统(操作部分),拄制系统,安全功能和其他助能系统都适用这一原则.血采用可匏性是已知的关耀安全部件(如某类传球错).防护装H和安全装比的元件尤其耍可靠,由于他们的失效会使人们面临危险,可靠性还会加速他门寿命.3. I1.通过装、卸掾作机械化或自动化限物操作者面临危险装、卸操作和更为普遍的股撤运(工件、材料、物资等)操作的机械化和自动化可以通过战少人们在作业点而IiS危险.限制H1.这些操作产生的风险.自动化可以划过I:业机器人,自动来运装置、传动机构、推杆、高乐气体等实现.机械化可通过送进沿道、手动分度工作台等实现。自动送进和移出装置对预防机器操作者事故是很有益的,但在总修它们的某种
22、故嶂时会产生定危险.应注意保证使用这些装置不致产生奘固与机器零件或祓加工材料之间阻挡的危险.如果不能保赶.应提供适当的安全防护装置.3. 12通过使调整、维修点位于危险区外,3制操作者面临危险应通过使维修,润滑和调镭点位于危险区的外面,减少操作者进入危险区的需要。4安全防护通过设计不能适当地避免或充分限制的危险,应采用安全防护装过(防护装置、安全装置)时人们加以防护(见EN001:2003的第5城).不同类型的防护装置和安全装置的定义见EN12100-X2OO3的3.22和3.23.有些安全防护奘置可以用于避免面临多种危险,例如:防止进入机械的险M的固定式防护装置也能用于减小噪泮级别和收集有毒
23、发射沏,4. I防护装置和安全装置的选用4. I.1概述本章给出了根描运动件的性81(见图1)和进入危险区的需要(见4.1.2至4.1.4)选用安全装泡和防护装置的指南,采用安全防护装置的主蹙目的是防止运动件产生的危险.时特定机涔安全防护装置的正确选用应根据对该机器的风险评价结果进行,选用安全防护装置的详细要求应在具体机械产品的安全标次中规定。对于特定机械或危险区,为了选用合适的安全防护笠置,首先应考虑采用固定式防护装置比较徜单.但该装置应在机械正常运转期间操作若不需要进入危险区的场合使用.当需要进入危险区的领次增加,需始常移开和放回固定防护装置会带来不便时,应我用联钺活动防护装置或自动停机装
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