防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與制造一般要求

防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與制造一般要求防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與制造一般要求

GB/T8196-2003

1范圍

本標準規(guī)定了主要用于保護人員免受機械性危險傷害的防護裝置的設計和制造的一般要求。

本標準主要適用于本標準發(fā)布后制造的機器。

要注意使用防護裝置以使非機械性危險減至最小。

本標準的要求適用于固定式和活動式防護裝置。本標準不適用于防護裝置中致動聯(lián)鎖裝置的那些部件。聯(lián)鎖裝置由GB/T18831規(guī)定。

本標準沒有對有移動和提升物料能力的專用系統(tǒng)，如滾翻防護結(jié)構(gòu)（ROPS）和墜落物防護結(jié)構(gòu)（FOPS）提出要求。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

GB/T5226.1機械安全工業(yè)機械電氣設備第1部分：通用技術(shù)條件（eqvIEC204-1:1992）

GB12265.1機械安全防止上肢觸及危險區(qū)的安全距離

GB12265.2機械安全防止下肢觸及危險區(qū)的安全距離

GB12265.3機械安全避免人體各部位擠壓的最小間距

GB/T15706.1-1995機械安全基本概念與設計通則第1部分：基本術(shù)語、方法學（eqvISO/TR12100-1:1992）

GB/T15706.2-1995機械安全基本概論與設計通則第2部分：技術(shù)原則與規(guī)范（eqvISO/TR12100-2:1992）

GB/T16856機械安全風險評價的原則

GB/T18831-2002機械安全帶防護裝置的聯(lián)鎖裝置設計和選擇原則（ISO14119,MOD）

ISO14123-1機械安全減少由機器排放的危害物質(zhì)引起的健康風險第1部分：用于機器制造商的原則和規(guī)范

EN292-2:1991/A1:1995機械安全基本概念與設計通則第2部分：技術(shù)原則與規(guī)范

EN1127-1爆炸性氣體爆炸的預防和防護第1部分：基本概念和方法

EN1672-2食品加工機械基本概念第2部分：衛(wèi)生學要求

注：其他信息由參考文獻中給出。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標準，其中部分術(shù)語和定義由GB/T15706.1確立。

3.1

防護裝置guard5.1.4危險物質(zhì)的容納

當存在可預見的由機器排出的危害性物質(zhì)（如，冷卻劑、蒸汽、氣體、切屑、火花、熱的或熔融材料，粉塵）的風險時，防護裝置應設計成能盡可能容納這些物質(zhì)且需要適當?shù)某槿≡O備（見ISO14123-1）。

如果防護裝置構(gòu)成抽取系統(tǒng)的一部分，應在防護裝置的設計，材料選擇、制造和安裝時考慮這種功能。

5.1.5噪聲

在要求減少機器的噪聲時，防護裝置的設計和制造應使其不僅能防護機器存在的其他危險（見“參考文獻”中CEN/TC211的參考文件），而且還應給出要求的降噪量。作為隔聲罩的防護裝置應正確密封連接，以減少發(fā)出的噪聲。

5.1.6輻射

當存在可預見的危害性輻射的風險時，應正確設計防護裝置和選擇材料，使其保護人員不受這類危險的傷害。例如使用暗色玻璃以防護電焊弧光或消除激光器周圍防護裝置中的縫隙。

5.1.7爆炸

當存在可預見的爆炸風險時，防護裝置的設計應使其能以安全的方式和方向（如，通過使用“爆炸釋放”屏）容納或耗散所釋放的能量（見EN1127-1）。

5.2人員方面

5.2.1通則

在設計和制造防護裝置時，應對可預見的人員與機器的相互作用（如加載、維護或潤滑）給予適當?shù)乜紤]。

5.2.2安全距離

用于防止進入危險區(qū)的防護裝置，其設計，制造和安裝應能防止身體的各部位觸及危險區(qū)（見GB12265.1和GB12265.3）。

5.2.3進入危險區(qū)的控制

活動式防護裝置的設計、安裝應盡可能防止在正常運轉(zhuǎn)期間當人員留在危險區(qū)內(nèi)時防護裝置關(guān)閉。如果做不到這一點，則應采取其他措施以防止處于危險區(qū)的人員不被發(fā)現(xiàn)。

5.2.4觀察

防護裝置的設計和制造應使其有對工藝過程進行適當?shù)赜^察措施，以使移除防護裝置的需要減至最小。

5.2.5人類工效學方面

防護裝置的設計和制造應考慮人類工效學的大原理（見GB/T15706.2-1995,3.6.1和3.6.2）。

5.2.5.1尺寸和質(zhì)量

防護裝置的可移除部分應設計得具有合適的尺寸和質(zhì)量以易于裝卸。不易用手移動和搬運的防護裝置應裝有或能安裝適于由升降設備運送的輔助裝置。這些輔助裝置或結(jié)構(gòu)可以是：

——具有吊環(huán)、吊鉤、吊環(huán)螺栓的標準吊裝附件，或供安裝這種附件的簡易螺栓孔；

——當不能由地面可靠吊起時，應有帶起吊鉤的自動卡緊裝置；

——與防護裝置一體的起吊機構(gòu)和裝置；

——標識，在防護裝置本身和它的一些可移除部件上或在使用說明書中標明防護裝置的質(zhì)量，單位，千克（kg）。

5.2.5.2操作力

活動式防護裝置或其中可移除部分應設計得便于操作。

在防護裝置的設計中遵循人類工效學的原則，通過減少操作者的緊張和體力消耗有助于提高安全性。這樣會改善操作的效能和可靠性，從而減少機器使用的各個階段的操作錯誤的概率（見GB/T15706.1-1995，3.11）。

操作力的減少可通過使用如彈簧、平衡塊或氣體支撐等裝置來實現(xiàn)。

當防護裝置由動力操作時，防護裝置不應由諸如接觸壓力、力、速度、銳邊引起的傷害。當防護裝置裝有能自動啟動防護裝置再打開的保護機構(gòu)時，防止防護裝置關(guān)閉的力不應大于150N，防護裝置的動能不應大于10J。在沒有安裝這種保護機構(gòu)的情況下，這些值應分別減少到75N和4J。

5.2.6預期的使用

防護裝置的設計應盡可能考慮可預見的使用，適當考慮可預見的誤用（見GB/T15706.1-1995，3.12）。

5.3防護裝置的設計方面

5.3.1通則

所有防護裝置的可預見操作的各方面都應在設計階段給予適當?shù)目紤]，以保證防護裝置的設計和制造本身不產(chǎn)生進一步的危險。

5.3.2擠壓區(qū)

防護裝置的設計應使其不能與機器或其他防護裝置的零、部件構(gòu)成危險的擠壓區(qū)（見GB12265.3）。

5.3.3耐久性

防護裝置的設計應保證在機器的整個可預見的使用壽命期內(nèi)能良好地執(zhí)行其功能或能夠更換性能下降的零、部件。

5.3.4衛(wèi)生

防護裝置的設計應盡可能使其通過裝存物質(zhì)或材料（如食品顆粒、污液）的方式不產(chǎn)生衛(wèi)生方面的危險（見EN1672-2）。

5.3.5清洗

在某些應用場合，尤其是在食品和藥品加工中使用的防護裝置的設計，應使其不僅使用安全而且便于清洗。

5.3.6排污

在某些有工藝要求的場合，諸如食品、藥品、電子及相關(guān)工業(yè)中，防護裝置的設計應使其能排出加工過程中的污物。

5.4防護裝置的制造方面

在確定防護裝置的制造方法時應考慮以下方面的問題。

5.4.1銳邊等危險突出物

防護裝置的制造不應使其暴露銳邊和尖角或其他的危險突出物。

5.4.2連接的牢固性

焊接、粘接或機械式緊固連接應有足夠的強度，以承受正常的可預見的載荷。在使用粘接劑的場合，應使其與所采用的工藝和使用的材料相匹配。在使用機械緊固件的場合，其強度、數(shù)量和位置應足以保證防護裝置的穩(wěn)定性和剛度。

5.4.3只能用工具拆卸

防護裝置的可拆卸部件應只能借助工具才可以拆卸（見3.9和3.10）。

5.4.4可拆卸防護裝置的可靠定位

在可能的情況下，未安裝定位件時可拆卸防護裝置不應保持在應有位置。

5.4.5活動式防護裝置的可靠關(guān)閉

活動式防護裝置的關(guān)閉位置應可靠確定。防護裝置應借助于重力、彈簧、卡扣、防護鎖定或其他的方法保持在限定的位置。

5.4.6自關(guān)閉防護裝置

自關(guān)閉防護裝置的開口應限制在不大于工件的通道要求的尺寸。它不應使防護裝置被鎖定在打開位置。這些防護裝置可與固定式距離防護裝置聯(lián)合使用。

5.4.7可調(diào)式防護裝置

可調(diào)的部件應使其開口在與物料通道相匹配的前提下，被限制得最小，且不使用工具也能方便地調(diào)整。

5.4.8活動式防護裝置

活動式防護裝置的打開應要求確定的操作，而且在可能的情況下，活動式防護裝置應借助鉸鏈或滑道與機器或相鄰的固定零件相連接，以使其即使在打開時也能被保持在某一位置，上述連接只有借助工具才可拆卸。（見3.9和3.10）。

5.4.9可控防護裝置

可控防護裝置（見3.3.3和GB/T15706.2-1995的4.2.2.5）只有在滿足下列全部條件時才可以作用：

——在防護裝置關(guān)閉時，操作者或其身體的某一部位不可能處于危險區(qū)或危險區(qū)與防護裝置之間；

——機器的尺寸和形狀允許操作者或任何人員到達機器上以環(huán)視整個機器和（或）加工過程；

——進入危險區(qū)的唯一方式是打開可控防護裝置或聯(lián)鎖防護裝置；

——與可控防護裝置相連的聯(lián)鎖裝置具有能達到的最高的可靠性（其失效可導致非預期和（或）非預見的起動）；

——在由可控防護裝置啟動機器是機器的可能控制模式之一的場合，模式的選擇應確保符合EN292-2：1991/A1:1995，附錄A，1.2.5的要求。

注：上面考慮的危險區(qū)是由可控防護裝置的關(guān)閉就會啟動危險元件運行的任何區(qū)域。

5.5材料的選擇

5.5.1通則

在選擇制造防護裝置合適的材料時應考慮以下幾個方面的特性。在防護裝置的整個預期的壽命期內(nèi)，材料應始終保持這些特性。

5.5.2抗沖擊性

防護裝置的設計應使其能正常地承受可預見的來自機器部件、工件、破碎的刀具、噴射的固體或流體物質(zhì)的沖擊，以及由操作者引起的沖擊等。在防護裝置裝有觀察板的場合，應對這些觀察板的材料選擇及其裝配方法予以特別地關(guān)注。這些材料的選擇應使其具有適合承受噴射的物體或材料的質(zhì)量和速度的特性。

5.5.3剛性

支柱、防護裝置的框架和填充材料的選擇和裝配應具有剛性和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，以抵抗變形。這一點在材料的變形會危及到保持安全距離時尤為重要。

5.5.4可靠的固定

防護裝置或其部件應借助具備適當強度、間隔及數(shù)量的安裝點固定，以使其在可預見的載荷下保持可靠的定位。安裝固定借助于機械緊固件或夾緊件，焊接件、粘接件或其他適用的方法。

5.5.5活動部件的可靠性

活動部件如鉸鏈、滑軌、手柄、卡扣的選擇應確保其在可預見的使用和工作環(huán)境下可靠的工作。

5.6密封性

正?？深A見的有害的物質(zhì)，如：流體、切屑、粉塵、煙氣應能借助合適的不滲透的材料密封在防護裝置內(nèi)。

5.7抗腐蝕

選擇的材料應能抗可預見的來自產(chǎn)品、工藝或環(huán)境因素的氧化和腐蝕，如來自機器運行中的切削液或在食品加工機械中的清洗劑和消毒劑。這種性能可借助采用適當?shù)谋Ｗo層來實現(xiàn)。

5.8抗微生物

在存在可預見的來自細菌和毒菌生長影響健康的風險的場合，如食品、藥品及相關(guān)的工業(yè)中，選擇用于制造防護裝置的材料應能抑制細菌和霉菌生長，同時當需要殺菌時，要易于清洗。

5.9無毒

使用的材料和涂層在所有可預見的使用狀態(tài)下應是無毒的，且應與所涉及的工業(yè)，尤其是食品、藥品和相關(guān)的工業(yè)中所涉及的工藝相匹配。

5.10機器的觀察

在要求通過防護裝置觀察機器運行的場合，選擇的材料應具備適當?shù)奶匦?，如，若采用穿孔材料或金屬網(wǎng)，其宜有大小合適的開口和適當?shù)念伾员阌谟^察。若穿孔材料的顏色比要觀察的區(qū)域暗，則會增強觀察的效果。

5.11透明性

為便于觀察機器運行狀況，應盡可能選擇那些隨著使用和老化仍能保持其透明性的材料。防護裝置的設計應使其能更換失效材料。

在有些應用場合，可能要求選擇某些特殊材料或復合材料，這些材料應能耐磨，抗化學腐蝕，抗紫外線輻射引起的老化、抗靜電荷吸收粉塵或抗由于液體引起的表面潮濕，這些因素均可破壞透明性。

5.12頻閃影響

在存在可預見的來自頻閃影響的危險的場合，選擇的材料應能使這種影響減至最小。

5.13靜電特性

在有些應用場合，可能要求選擇的材料要具有不保持靜電荷的特性，以避免由于突然放電引起的火災或爆炸產(chǎn)生的風險以及粉塵和微粒積聚。

防護裝置要能接地，以避免靜電荷積累達到危險水平（見GB/T5226.1）。

5.14熱穩(wěn)定性

應選擇性能不易老化的材料，如，當其暴露在可預見的溫度變化范圍中或溫度突然改變時不易脆裂、過度變形或釋放有毒氣體或可燃氣體。

選擇的材料在可預見的氣候和工作場所的條件下，應能保持其性能不變。

5.15可燃性

在存在可預見的火災風險的場合，選擇的材料應具有抗火花和阻燃特性，而且不應吸收或釋放可燃液體、氣體等。

5.16降低噪聲與振動

在有要求的場合，應選擇能降低噪聲和振動的材料。這可通過隔聲（在噪聲的傳播途徑上設置聲屏障）和（或）吸聲（用適當?shù)奈暡牧献鳛榉雷o裝置的內(nèi)襯）或上述兩者聯(lián)合使用。防護裝置的壁板也要具備適當阻尼特性以使共振效應減到最小，這種共振可傳遞或放大噪聲（見“參考文獻”中CEN/TC211和CEN/TC231的參考文件）。

5.17防輻射

在某些應用場合，如焊接或應用激光時，選擇的材料應保護人員不受輻射的傷害。

在焊接的場合，可借助適當?shù)挠猩该髌涟遄鳛榉雷o裝置的材料，這樣既可以觀察又能消除有害的輻射（見“參考文獻”中CEN/TC123、CEN/TC169的參考文件和IEC關(guān)于激光防護的標準）。

6防護裝置類型的選擇

6.1通則

根據(jù)GB/T15706.1-1995和GB15706.2-1995中的要求：機器的設計者在考慮安全防護技術(shù)之前應識別機器存在的危險，進行風險評價并通過設計來降低風險。

風險評價之后，如果確定需要防護裝置，則應按以下各條及附錄B（見GB/T15706.2-1995，4.1）進行選擇。

在選擇適當?shù)姆雷o裝置時應考慮機器壽命（如GB/T15706.1-1995，3.11中的定義）的相應階段。

最重要的選擇準則是：

——由風險評價得出的任何傷害的概率及可預見的嚴重程度；

——GB/T15706.1-1995，3.12中定義的機器的預定使用；

——機器存在的危險（見GB/T15706.1-1995第4章和本標準的第5章）；

——進入的性質(zhì)及頻次。

6.2不同類型的防護裝置的組合或防護裝置與其他裝置的組合

有時使用不同類型的防護裝置的組合是適當?shù)?。例如：如果機器有若干危險區(qū)域，且在運行階段內(nèi)需要進入其中的一個，則防護裝置可以由一個固定式防護裝置與一個帶聯(lián)鎖的活動式防護裝置組成。

同樣，有時也要求將保護裝置和防護裝置組合使用。例如：用于將工件送人機器的送料裝置與一固定式防護裝置連接時（因而消除了進入危險區(qū)域的需要），需要一個自動停機裝置（見GB/T15706.1-1995，3.23.5），以防止機器的進給裝置和固定式防護裝置之間發(fā)生再次夾住或剪切危險（見圖9和圖10）。

6.3根據(jù)危險的數(shù)量和位置選擇防護裝置

防護裝置宜按下面給出的優(yōu)先順序進行選擇：

a)如果需防護的危險區(qū)域的數(shù)量少，可采用局部防護裝置封閉單個危險區(qū)。這樣遺留的風險可以接受，并允許接近機器的無危險部件，以便于維修和調(diào)整等；

b)如果危險區(qū)的范圍大或數(shù)量多，可采用防護裝置封閉所有危險區(qū)。這種情況下，調(diào)整和維修點宜位于防護區(qū)域之外；

c)如果封閉式防護裝置不可行，且需防護的危險區(qū)的數(shù)量少，可采用局部距離防護裝置；

d)如果封閉式防護裝置不可行，且危險區(qū)的范圍大或數(shù)量多，可采用全環(huán)繞距離防護裝置。

附錄C給出了說明此方法的流程圖。

將防護區(qū)劃分為不同的部分，使得在某一部分進行的操作（例如檢查、調(diào)整）不影響另一部分機器的運轉(zhuǎn)，這樣對生產(chǎn)過程很有益處。在這種情況下，對每一部分的防護都應符合本標準的全部要求。

6.4根據(jù)要求進入的性質(zhì)和頻次選擇防護裝置

根據(jù)要求進入的性質(zhì)和頻次選擇防護裝置的一般原則見附錄B。

6.4.1運動傳遞部件

對運動傳遞部件，如皮帶輪、皮帶、齒輪、導軌、齒桿、傳動軸產(chǎn)生的危險的防護，應采用固定式防護裝置（見圖1）或活動式聯(lián)鎖防護裝置。

a光電防護簾；

b聯(lián)鎖防護裝置；

c電氣柜；

d僅允許部分進入的內(nèi)部柵欄；

e壓敏墊；

f雙手操縱裝置；

g復位致動器；

h距離防護裝置。

圖9不同類型的防護裝置的組合及防護裝置與其他保護裝置組合示例1

6.4.2使用期間不要求進入的場合

基于簡易性和可靠性，宜采用固定式防護裝置。

6.4.3使用期間要求進入的場合

宜采用下列形式的防護裝置：

a)如果可預見的進入頻次高（例如每班超過一次），或拆卸和更換固定式防護裝置很困難，則采用活動式防護裝置?；顒邮椒雷o裝置應與聯(lián)鎖裝置或帶防護鎖定的聯(lián)鎖裝置（見GB/T18831）組合使用：

b)只有當可預見的進入頻次低，且防護裝置容易更換，拆卸和更換均可在工作的安全系統(tǒng)下進行時，才能采用固定式防護裝置。

6.4.3.2在工作周期內(nèi)要求進入的場合

宜采用下列類型的防護裝置：

a)帶有聯(lián)鎖裝置或帶有防護鎖定的聯(lián)鎖裝置的活動式防護裝置（見GB/T18831），如果在很短的工作周期內(nèi)要求進入時，最好采用動力操作的活動式防護裝置；

b)特殊條件下采用可控防護裝置以滿足使用要求（見5.4.9）。

a插入式鑰匙系統(tǒng)；

b雙手操縱裝置；

c兩個位置之間的屏；

d聯(lián)鎖防護裝置；

e防護裝置鎖緊裝置；

f壓敏邊。

圖10不同類型的防護裝置的組合及防護裝置與其他保護裝置組合示例2

6.4.3.3由于操作性質(zhì)，不能完全禁止進入危險區(qū)

刀具如鋸片需要部分地暴露時，下列防護裝置較為合適：

a)自關(guān)閉式防護裝置（見5.4.6）；

b)可調(diào)式防護裝置（見5.4.7和GB/T15706.2-1995，4.2.2.4）。

7其他設計與制造方面的考慮

7.1攀登

在設計上應盡可能做到禁止攀登到防護裝置上，在制造和選擇材料及形狀時，對這種可能性應給予考慮。例如：消除水平結(jié)構(gòu)件，防護裝置的外表面采用網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的水平部件，使其更難以攀登。

7.2保留緊固件

防護裝置緊固件應盡可能保留在與之連接的防護裝置上，以減少丟失的可能及保證其不被代替。（見圖11）。

圖11保留緊固件示例

7.3抗振

防護裝置的緊固件盡可能采用鎖緊螺母、螺簧墊圈等，以保持其與防護裝置的可靠連接。

7.4警告標志

若操作者進入可暴露于遺留風險的防護區(qū)域，例如輻射，則應在進入點設置相應的警告標志。

7.5顏色

可使用合適的顏色以引起對危險的注意，例如：如果防護裝置與機器涂刷相同的顏色，而危險部件涂刷鮮明的對比顏色，當防護裝置打開或卸下時，會引起對危險的注意。

7.6美學

防護裝置設計應盡可能使有害的心理影響降至最小。

8防護裝置安全要求的檢驗

8.1通則

防護裝置設計和制造的某些方面應通過測試、檢查、試驗或計算等方法進行檢驗，檢驗應盡可能在防護裝置工作狀態(tài)下進行。

注：對C類標準規(guī)定的某些機器，防護裝置的型式試驗是強制性的。有些情況下，試驗可能需要遠離機器進行，例如動力彈開防護裝置和砂輪的防護裝置的試驗。

8.2沖擊強度

可要求對防護裝置的抗沖擊性進行檢驗，這種沖擊來自人體、刀具碎片、高壓流體等。在進行檢驗之前，應對防護裝置承受的可預見的沖擊危險（如來自人本低速沖擊，來自刀具碎片的高速沖擊以及高壓流體的沖擊）進行識別。

檢驗防護裝置的沖擊強度時應考慮制造防護裝置時使用的材料特性，包括將防護裝置連接在機器或其他結(jié)構(gòu)上使用的連接件的強度，固定點的強度以及滑軌的強度等等。

在使用C類標準的場合，這些標準應規(guī)定采用的檢驗方法。

8.3安全距離

對滿足安全距離要求的防護裝置應通過測量進行檢驗（見GB12265.1和GB12265.2）。

8.4密封性

對設計用于容納危險物質(zhì)（見5.1.3