與運動部件相關的危害檢測:保障機械安全的基石
在現代工業和日常生活中,機械設備無處不在,它們極大地提高了生產效率和生活便利性。然而,機械設備中存在的運動部件(如旋轉軸、齒輪、鏈條、皮帶、連桿、滑塊、切割刀具、沖壓頭等)是造成機械傷害事故的主要源頭之一。這些運動部件可能導致操作人員遭受切割、擠壓、纏繞、卷入、剪切、沖擊、刺穿或擦傷等嚴重傷害,甚至致命。因此,對與運動部件相關的危害進行系統、科學、有效的檢測,是機械安全工程的核心任務,也是預防事故發生、保障人員安全的根本措施。危害檢測的目的在于識別危險運動源、評估其風險等級、確定必要的防護措施(如防護裝置、安全聯鎖、緊急停止裝置等),并驗證這些措施的有效性,確保機械設備在設計、制造、安裝、使用和維護的全生命周期內符合安全要求。
核心檢測項目
針對運動部件危害的檢測,主要圍繞以下幾個關鍵項目展開:
- 危險運動識別與范圍界定: 精確識別設備中所有可能造成傷害的運動部件,并確定其運動軌跡、工作范圍(工作行程、旋轉范圍)和危險區域(如操作區、維護區、傳送區)。
- 安全距離計算與驗證: 根據相關標準(如ISO 13857)計算并驗證防護裝置(如固定防護罩、活動聯鎖防護門、可調式防護裝置)與危險區域之間應保持的最小安全距離,確保人體任何部位無法在運動部件造成傷害前觸及危險區。
- 防護裝置性能測試: 評估固定式、活動式(帶或不帶聯鎖)、可調式等防護裝置的強度、剛度、耐久性及其對危險的有效隔離能力。
- 安全聯鎖裝置功能驗證: 檢測聯鎖裝置(機械式、電氣式、電子式、液壓/氣動式)的可靠性。確保當防護裝置被打開或移除時,危險運動能及時停止(如停機時間驗證),并且在防護裝置重新關閉并鎖定前,危險運動無法重啟。需測試其抗篡改性、故障安全性和響應時間。
- 急停裝置功能測試: 驗證急停裝置(按鈕、拉繩等)能在最短時間內有效停止危險運動,并保持停機狀態直至手動復位。
- 殘余風險評估: 在采取了所有合理可行的防護措施后,評估是否仍存在不可接受的殘余風險(如因維護需要必須進入危險區),并據此確定是否需要附加防護措施(如雙手控制、光幕、安全地毯)或安全警示。
- 能量隔離(上鎖掛牌)驗證: 對于維護活動,檢測能量隔離程序的可行性和有效性,確保運動部件完全停止且無意外啟動風險。
關鍵檢測儀器
進行運動部件危害檢測需要借助一系列專業的儀器設備:
- 激光測距儀/卷尺: 用于精確測量安全距離、危險區域尺寸和防護裝置尺寸。
- 轉速計/激光測速儀: 測量旋轉部件的轉速,驗證其是否在安全范圍內,或用于計算停機時間。
- 計時器/數據記錄儀:
- 壓力傳感墊/測力計: 測試防護裝置和聯鎖觸發機構的機械強度和所需操作力。
- 示波器/多功能電氣測試儀: 用于檢測安全相關控制電路(如聯鎖電路、急停電路)的電氣性能(電壓、電流、時序、信號完整性),驗證其是否符合安全標準(如EN ISO 13849-1, IEC 62061)的性能等級(PL)或安全完整性等級(SIL)。
- 可編程邏輯控制器(PLC)分析儀/仿真器: 用于分析和測試安全控制邏輯。
- 人體模型/測試探棒: 標準化的測試手指、手臂、手掌模型(根據ISO 13857等標準要求),用于模擬人體部位接近危險區域,驗證防護的有效性和安全距離的符合性。
- 高速攝像機: 記錄運動部件的運動狀態、防護裝置的開啟過程及聯鎖觸發到運動停止的全過程,用于精確分析停機時間和順序。
主要檢測方法
運動部件危害檢測通常采用以下方法組合進行:
- 文件審查: 審查機械的風險評估報告、技術圖紙、安全電路圖、控制系統說明、符合性聲明等,了解設計意圖和安全措施。
- 目視檢查: 直觀檢查運動部件的布局、防護裝置的類型和安裝、聯鎖裝置的設置、急停按鈕的可見性和可達性、安全標識的張貼等。
- 功能測試:
- 手動操作測試:反復開啟/關閉活動防護門,觀察聯鎖是否可靠觸發停機/防止啟動。
- 急停測試:在不同工況下觸發急停,驗證停機時間和可靠性。
- 模擬故障測試:如故意斷開聯鎖開關信號線、短接安全觸點等,驗證控制系統是否能進入安全狀態(故障安全原則)。
- 測量驗證:
- 使用測試探棒按標準規定的方法和角度嘗試觸及危險區域,驗證安全距離是否足夠。
- 使用測速儀、計時器測量運動部件的最大速度、從觸發聯鎖/急停到運動完全停止的時間(停機時間)。
- 測量防護裝置的間隙、開口尺寸是否符合標準限值。
- 性能測試: 對防護裝置施加規定的靜載荷或沖擊載荷,測試其強度和抗變形能力。
- 控制電路分析: 使用電氣測試儀、示波器等分析安全相關控制回路的結構(如是否采用冗余、監控、自檢)、響應時間和診斷覆蓋率。
遵循的檢測標準
運動部件危害檢測必須嚴格遵循國內外公認的安全標準,這些標準提供了具體的危險識別方法、防護原則、技術要求、測試程序和合格判據。核心標準包括:
- 基礎安全標準:
- ISO 12100:2010 《機械安全 設計通則 風險評估與風險減小》: 提供風險評估和風險減小的整體框架和方法論,是機械安全的基石。
- 通用安全標準(B類):
- ISO 13857:2019 《機械安全 防止上下肢觸及危險區的安全距離》: 規定了基于身體部位和危險類型的防止觸及危險運動區域所需的最小安全距離。
- ISO 13849-1:2015 《機械安全 控制系統的安全相關部件 第1部分:設計通則》: 規定安全相關控制系統(包括聯鎖、急停等)的設計原則和性能等級(PL)評定方法。
- IEC 62061:2021 《機械安全 安全相關電氣、電子和可編程電子控制系統的功能安全》: 針對電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全標準(側重于SIL評定)。
- ISO 14119:2013 《機械安全 與防護裝置聯用的聯鎖裝置 設計和選擇原則》: 專門規定防護裝置聯鎖裝置的設計、選擇和測試要求。
- ISO 14120:2015 《機械安全 防護裝置 固定式和活動式防護裝置的設計與制造通用要求》: 規定防護裝置的通用要求。
- ISO 13850:2015 《機械安全 急停功能 設計原則》: 規定急停裝置的功能要求和設計原則。
- ISO 13854:2017 《機械安全 避免人體各部位擠壓的最小間隙》: 規定防止身體部位被擠壓的最小間隙要求。
- EN 349:1993 + A1:2008 《機械安全 避免人體部位被擠壓的最小間距》 (被ISO 13854取代但仍有參考價值)。
- 產品安全標準(C類): 針對特定類型機械的詳細安全要求(如機床、注塑機、包裝機、木工機械等),它們基于A類和B類標準
CMA認證
檢驗檢測機構資質認定證書
證書編號:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS認可
實驗室認可證書
證書編號:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO認證
質量管理體系認證證書
證書編號:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日