Urządzenia blokujące sprzężone z osłonami cz1.pdf

BEZPIECZEÑSTWO PRACY 4/2003

mgr in¿. ANTONI SAULEWICZ

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Pañstwowy Instytut Badawczy

Urz¹dzenia blokuj¹ce sprzê¿one z os³onami

Kryteria i sposób doboru (1)

rz¹dzenia blokuj¹ce sprzê¿one

z os³onami w wielu przypad-

kach umo¿liwiaj¹ znaczne

zmniejszenie ryzyka stwarzanego przez

maszyny. Celem tego artyku³u jest przy-

bli¿enie producentom i u¿ytkownikom

maszyn w³aciwego stosowania tych

urz¹dzeñ, a w szczególnoci kryteriów

i wymagañ ich doboru. U¿yte w tym

artykule definicje specjalistycznych ter-

minów, w szczególnoci takich, jak:

urz¹dzenie blokuj¹ce (blokada), os³ona

blokuj¹ca, os³ona blokuj¹ca z urz¹dze-

niem rygluj¹cym, urz¹dzenie rygluj¹ce

os³onê, czas zatrzymania, czas dostêpu

(do strefy zagro¿enia), Czytelnik znaj-

dzie w normie PN-EN 1088:2001 [1].

Urz¹dzenia blokuj¹ce

sprzê¿one z os³onami

Rodzaje blokowania

Z przedstawionego na rysunku 1.

schematu maszyny z zaznaczonymi

mo¿liwymi poziomami wejcia sygna-

³ów zatrzymania, inicjowanych przez

urz¹dzenia blokuj¹ce wynika, ¿e mo¿-

na wyró¿niæ blokowanie sterowania

i blokowanie napêdu.

W przypadku blokowania sterowa-

nia, urz¹dzenie blokuj¹ce inicjuje sygna³

zatrzymania, który jest wprowadzany

do systemu sterowania, za dzia³anie

tego systemu powoduje od³¹czenie do-

p³ywu energii do zespo³ów napêdowych

maszyny, lub mechaniczne od³¹czenie

czêci ruchomych od zespo³ów napê-

dowych maszyny (poziom A i B na ry-

sunku 1.). Takie od³¹czenie nazywa siê

od³¹czeniem porednim.

W przypadku blokowania napêdu,

urz¹dzenie blokuj¹ce bezporednio prze-

rywa dop³yw energii do zespo³ów na-

pêdowych maszyny lub od³¹cza czêci

ruchome od zespo³ów napêdowych

maszyny (poziom C na rysunku 1.).

W tym przypadku system sterowania

nie odgrywa poredniej roli w realizacji

funkcji blokowania. Takie od³¹cze-

nie nazywa siê od³¹czeniem bez-

porednim.

Publikacja opracowana na podstawie

wyników zadañ badawczych wykonanych

w ramach projektu celowego zamawia-

nego nr 16-21 pn. Dobór i stosowanie

os³on do maszyn i urz¹dzeñ na podsta-

wie wyników analizy wypadków

j¹cego albo urz¹dzeniem osobnym. Wy-

ró¿nia siê dwa rodzaje urz¹dzeñ ryglu-

j¹cych, a mianowicie takie, w których

odryglowanie:

mo¿e byæ zainicjowane w dowol-

nym czasie (odryglowanie bezwarun-

kowe)

jest mo¿liwe tylko wtedy, gdy zo-

sta³ spe³niony warunek zaniku zagro¿e-

nia (odryglowanie warunkowe).

Na rysunku 2. znajduj¹ siê diagra-

my przedstawiaj¹ce funkcje urz¹dzeñ

blokuj¹cych bez ryglowania oraz z ry-

Rys. 1. Struktura poziomów wejcia sygna³ów

zatrzymania w maszynie [1]

Rodzaje urz¹dzeñ blokuj¹cych

Wyró¿nia siê dwa podstawowe

rodzaje urz¹dzeñ blokuj¹cych,

a mianowicie:

a) urz¹dzenia blokuj¹ce bez ryglo-

wania

b) urz¹dzenia blokuj¹ce z ryglo-

waniem.

Jeli os³ona jest sprzê¿ona

z urz¹dzeniem blokuj¹cym bez ry-

glowania, to w przypadku jej

otwarcia urz¹dzenie blokuj¹ce ini-

cjuje sygna³ zatrzymania funkcji

maszyny stwarzaj¹cych zagro¿e-

nie.

Natomiast urz¹dzenie rygluj¹ce

utrzymuje stan zamkniêcia os³ony.

Urz¹dzenie rygluj¹ce mo¿e byæ in-

tegraln¹ czêci¹ urz¹dzenia bloku-

Rys. 2. Diagramy przedstawiaj¹ce funkcje ró¿nych

urz¹dzeñ blokuj¹cych [1]

BEZPIECZEÑSTWO PRACY 4/2003

glowaniem, natomiast na rysunku 3.

najwa¿niejsze aspekty funkcji urz¹dzeñ

blokuj¹cych.

Niezale¿nie od urz¹dzeñ stosowanych

do ryglowania (elektromagnes, si³ow-

nik itd.), które utrzymuj¹ os³onê w sta-

nie zamkniêcia, istotne jest zachowanie

stanu bezpieczeñstwa w przypadku

wyst¹pienia zak³óceñ, np. w razie prze-

rwy w zasilaniu energi¹ rygiel powinien

pozostawaæ w po³o¿eniu uniemo¿liwia-

j¹cym ruch os³ony.

Dobór urz¹dzenia blokuj¹cego

Zaleca siê stosowanie nastêpuj¹cych

kryteriów i sposobów doboru urz¹dze-

nia blokuj¹cego:

Kryterium 1.: U¿ytkowanie maszy-

ny zgodne z przeznaczeniem (PN-EN

292-1:2000) [2] oraz przewidziane przez

producenta warunki eksploatacji.

Sposób: Nale¿y przeanalizowaæ

wszelkie rozwi¹zania techniczne urz¹-

dzeñ blokuj¹cych w celu doboru urz¹-

dzenia odpowiedniego do u¿ytkowania

maszyny zgodnego z przeznaczeniem

oraz do danych warunków eksploatacji

(np. rodowisko).

Kryterium 2.: Zagro¿enia stwarzane

przez maszynê, czas trwania ekspozy-

cji osoby na dane zagro¿enie i ciê¿koæ

mo¿liwego urazu, a tak¿e prawdopodo-

bieñstwo powstania uszkodzenia urz¹-

dzenia blokuj¹cego.

Sposób: Aby dobraæ najw³aciwsze

urz¹dzenie blokuj¹ce do danej maszyny

u¿ytkowanej w okrelonych warunkach,

wraz z zapewnieniem warunków bez-

pieczeñstwa, nale¿y przeprowadziæ oce-

nê ryzyka (wed³ug PN-EN 1050:1999),

bior¹c pod uwagê ró¿ne rozwi¹zania

urz¹dzeñ blokuj¹cych. Ocenia siê ryzy-

ko, które mog³oby powstaæ, gdyby nie

zosta³a spe³niona funkcja bezpieczeñ-

stwa realizowana przez urz¹dzenie blo-

kuj¹ce.

Kryterium 3.: Czas zatrzymania oraz

czas potrzebny osobie na siêgniêcie do

strefy zagro¿enia (czas dostêpu).

Sposób: W przypadku, jeli czas za-

trzymania jest d³u¿szy od czasu potrzeb-

nego osobie na siêgniêcie do strefy za-

gro¿enia, nale¿y zastosowaæ urz¹dze-

nie blokuj¹ce z ryglowaniem, tak aby

wyeliminowaæ mo¿liwoæ takiego siê-

gniêcia.

Rys. 3. Najwa¿niejsze aspekty funkcji urz¹dzeñ blokuj¹cych [1]

PRZYK£ADY TYPOWYCH URZ¥DZEÑ BLOKUJ¥CYCH

PRZYK£AD I

PRZYK£AD III

Rys. 4. Urz¹dzenie

blokuj¹ce uruchamiane

przez os³onê obrotow¹

Rys. 5. Urz¹dzenie

blokuj¹ce urucha-

miane przez os³onê

przesuwn¹

Rys. 7. Urz¹dzenie blokuj¹ce z ryglowaniem i urz¹-

dzeniem opóniaj¹cym, uruchamianym rêcznie

Nagwintowany trzpieñ jest wkrêcany rêcznie (odry-

glowanie bezwarunkowe). Czas miêdzy rozwarciem

³¹cznika a odryglowaniem os³ony jest tak dobrany,

¿eby by³ d³u¿szy ni¿ czas potrzebny do zatrzymania

funkcji maszyny stwarzaj¹cych zagro¿enie. Otwarta

os³ona uniemo¿liwia ponowne wkrêcenie trzpienia

i tym samym zwieranie zestyków ³¹cznika.

Os³ona jest wyposa¿ona w pojedynczy czujnik po³o-

¿enia (C), prze³¹czany krzywk¹ (A) przez wymuszone

oddzia³ywanie mechaniczne krzywki na element prze-

sterowuj¹cy (B) czujnika po³o¿enia.

PRZYK£AD II

PRZYK£AD IV

Rys. 8. Urz¹dzenie blokuj¹ce z urz¹dzeniem ryglu-

j¹cym, zaryglowywanym sprê¿yn¹

Rys. 6. Urz¹dzenie blokuj¹ce ze sta³ym kluczem

W wyniku rozpoznania po³o¿enia rygla przez poje-

dynczy czujnik C, jednoczenie jest nadzorowane po-

³o¿enie os³ony przy za³o¿eniu, ¿e warunek czujnik C

nie mo¿e byæ zwarty, kiedy os³ona nie jest zamkniêta

jest spe³niony w ka¿dych okolicznociach w wyniku

poprawnego zaprojektowania uk³adu os³ona ry-

giel czujnik C. Poprawne zaprojektowanie oznacza

stosowanie wypróbowanych w praktyce rozwi¹zañ

i sprawdzonych czêci sk³adowych z uwzglêdnieniem

postanowieñ stosownych norm. Odryglowywanie, po

ust¹pieniu zagro¿enia, mo¿e byæ sterowane albo przez

urz¹dzenie opóniaj¹ce (np. przekanik czasowy), albo

przez urz¹dzenie nadzoruj¹ce stan zatrzymania ruchu.

Kombinacja zamka z ³¹cznikiem jest zainstalowana na

sta³ej czêci maszyny. Klucz jest zwi¹zany na sta³e z ru-

chom¹ os³on¹ (np. w postaci drzwi). Po obróceniu

uchwytu do pozycji wy³¹czenia jest generowany sy-

gna³ zatrzymania. Dalsze obracanie uchwytem powo-

duje odryglowanie os³ony, uwolnienie siê klucza z zam-

ka i otwarcie os³ony.

BEZPIECZEÑSTWO PRACY 4/2003

Kryterium 4.: Czêstoæ otwierania

os³ony w celu dostêpu do strefy zagro-

¿enia.

Sposób: W przypadkach wymagaj¹-

cych czêstego dostêpu, urz¹dzenie blo-

kuj¹ce powinno byæ tak dobrane, aby

stanowi³o mo¿liwie najmniejsz¹ prze-

szkodê w dzia³aniu os³ony. Czêsty do-

stêp jest wymagany np. przy normal-

nym dzia³aniu maszyny w przypadku

rêcznego podawania materia³u do ma-

szyny lub usuwania gotowego wyrobu

mo¿e on wynosiæ od kilku do kilku-

dziesiêciu razy na godzinê.

Kryterium 5.: Aspekty zwi¹zane

z dzia³aniem maszyny

Sposób: Steruj¹ce urz¹dzenia bloku-

j¹ce nale¿¹ do grupy zwi¹zanych z bez-

pieczeñstwem elementów systemów ste-

rowania maszyn (PN-EN 954-1:2001)

[3]. Dlatego te¿ jest konieczne, aby ste-

ruj¹ce urz¹dzenie blokuj¹ce by³o kom-

patybilne z systemem sterowania

maszyny, oraz aby by³y osi¹gniête para-

metry zwi¹zane z bezpieczeñstwem.

Je¿eli zastosowano blokowanie zasi-

lania, to elementy powinny mieæ odpo-

wiedni¹ zdolnoæ wy³¹czania, uwzglêd-

niaj¹c wszelkie przewidywalne sytuacje

(np. przeci¹¿enie).

Z praktyki wiadomo, ¿e ³¹czniki ma-

gnetyczne stosowane bez takich dodat-

kowych rodków, jak ochrona przetê¿e-

niowa, redundancja i samonadzorowanie,

s¹ z zasady nieodpowiednie do zastoso-

wañ przy blokowaniu, ze wzglêdu na ich

zawodnoæ.

Kryterium 6.: Mo¿liwoci uczynie-

nia blokady nieskuteczn¹ (mo¿liwoci

obejcia)

Sposób: Nale¿y dobieraæ urz¹dzenia

blokuj¹ce tak zaprojektowane, aby nie

mog³y byæ obchodzone w prosty spo-

sób. Obejcie w prosty sposób ozna-

cza zamierzone dzia³anie w celu uczy-

nienia blokady nieskuteczn¹, dokonywa-

ne rêcznie lub ³atwo dostêpnymi rod-

kami. £atwo dostêpnymi rodkami

mog¹ byæ np.:

ruby, iglice, kawa³ki blach

przedmioty codziennego u¿ytku,

np. klucze, monety.

Za sprawdzone w praktyce uwa¿a

siê nastêpuj¹ce rozwi¹zania utrudniaj¹-

ce uczynienie blokady nieskuteczn¹:

zabezpieczenie przed ³atwym

uszkodzeniem lub zniszczeniem

stosowanie urz¹dzeñ blokuj¹cych

lub systemów, które s¹ kodowane, np.

mechanicznie, elektrycznie, magnetycz-

nie lub optycznie

fizyczna przeszkoda lub os³ona za-

pobiegaj¹ca dostêpowi do urz¹dzenia

blokuj¹cego, kiedy os³ona jest otwarta.

W kolejnej publikacji, na przyk³adzie

zaistnia³ego wypadku, zostan¹ przedsta-

wione skutki jakie mo¿e spowodowaæ

niew³aciwy dobór urz¹dzeñ sprzê¿o-

nych z os³onami.

[6] PN-EN 953:1999 Maszyny. Bezpieczeñ-

stwo Os³ony Ogólne wymagania dotycz¹-

ce projektowania i budowy os³on sta³ych i ru-

chomych

[7] Rozporz¹dzenie Rady Ministrów z dnia

3 lipca 2001 r. w sprawie wymagañ zasadni-

czych dla maszyn i elementów bezpieczeñ-

stwa podlegaj¹cych ocenie zgodnoci, warun-

ków i trybu dokonywania oceny zgodnoci

oraz sposobu oznakowania tych maszyn i ele-

mentów bezpieczeñstwa (DzU nr 127, poz.

1391)

[8] Rozporz¹dzenie Rady Ministrów z dnia

20 grudnia 2002 r. zmieniaj¹ce rozporz¹dze-

nie w sprawie wymagañ zasadniczych dla

maszyn i elementów bezpieczeñstwa pod-

legaj¹cych ocenie zgodnoci, warunków i try-

bu dokonywania oceny zgodnoci oraz spo-

sobu oznakowania tych maszyn i elemen-

tów bezpieczeñstwa (DzU nr 231, poz.

1945)

[9] Bezpieczeñstwo pracy i ergonomia. Tom 1.

i 2. D. Koradecka (red. nauk.) CIOP, Warsza-

wa 1999

[10] Harms-Ringdahl L. Safety Analysis. Prin-

ciples and practice in occupational safety. EL-

SEVIER. London 1993

[11] Maszyny i inne urz¹dzenia techniczne

rodki ochrony przed zagro¿eniami mecha-

nicznymi. CIOP, Warszawa 2002

PIMIENNICTWO

[1] PN-EN 1088:2001 Maszyny. Bezpieczeñ-

stwo Urz¹dzenia blokuj¹ce sprzê¿one z os³o-

nami Zasady projektowania i doboru

[2] PN-EN 292-2:2000 Maszyny. Bezpieczeñ-

stwo Pojêcia podstawowe, ogólne zasady pro-

jektowania Zasady i wymagania techniczne

[3] PN-EN 954-1:2001 Maszyny. Bezpieczeñ-

stwo Elementy systemów sterowania zwi¹za-

ne z bezpieczeñstwem Czêæ 1: Ogólne zasa-

dy projektowania

[4] PN-IEC 1025:1994 Analiza drzewa nie-

zdatnoci (FTA)

[5] PN-EN 292-1:2000 Maszyny. Bezpieczeñ-

stwo Pojêcia podstawowe, ogólne zasady pro-

jektowania Podstawowa terminologia, me-

todologia

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: