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基于本质安全对包装机挂带器防护装置的设计安装

来源:网络转载更新时间:2020-06-08 14:18:13点击次数:2220次

  1. 粉末包装机挂带器防护装置改进背景
  1. 1粉末包装机挂带器人身伤害事件综述

2001年,辽阳某公司烯炷厂进行了乙烯脱瓶颈项目改造,聚乙烯车间作为项目改 造一部分,新建一条(B线)聚合生产线,该生产线配套设计增加了聚乙烯粉末成品大包包 装线,本聚乙烯粉末成品大包包装线由哈尔滨工业大学博实有限公司(简称哈博实)设计 安装,包装线于2001年10月施工结束投入运行,运行以来,该包装线发生多起包装机挂带 器造成包装岗位人员和仪表检修人员手指夹伤、夹断人身伤害事件,2013年5月2日,该 包装机挂带器再次发生包装人员手指夹伤事件,5月4日,车间立即组织安全、设备、生产 专业负责人进行现场询查,经对当事人及包装岗位其他员工询问及现场实际观察挂带器执行 机构结构组成及动作路径,并査阅、研究粉末成品包装机挂带器工作原理,通过对各类因素 综合分析,车间最终判定造成包装机挂带器发生人员手指夹伤、夹断事件发生的直接原因是, 岗位包装人员手指误入运行中的挂带器执行机构造成手指夹伤或夹断事件,但究其事件根本 原因在于,包装机挂带器设计缺陷,存在人员手指误入挂带器运行区域,造成人身伤害的风 险,由此车间决定对聚乙烯粉末成品大包包装线包装挂带器进行改进,以根除粉末包装机挂 带器存在的安全隐患,杜绝再次发生粉末包装及仪表维修过程的人身伤害事件。

1.2粉末包装机挂带器执行机构工作原理

粉末包装机挂带器执行机构主要由汽缸、气压连杆、挂钩、支架等组成,其工作 原理是,系统通过供给汽缸压缩风驱动气压连杆带动挂钩上下运行,实现包装机挂带器挂袋 和脱袋。

 

  1. 粉末包装机挂带器造成人身伤害事件原因分析

经过对历次发生的手指夹伤/夹断事件的人员询问、现场观摩、工作流程确认及査阅资 料,釆用事故树分析法(图3)对手指夹伤/夹断事件进行原因分析,最终作出分析结论。 2.1事件发生的直接原因

包装或仪表维修人员手指误入的挂袋器运行中挂钩与支架形成的剪切运动区域,因挂钩 的剪切力将人员手指夹伤/夹断。

  1. 2事件发生的根本原因
  2. 2事件发生的根本原因

经现场对包装岗位人员的操作过程和粉末包装挂带器执行机构运行路径现场观察,并对 挂带器执行结构进行了多次研究与模拟试验,确定事件发生的根本原因是:粉末包装机挂带 器设计缺陷,缺失防护装置,在包装机挂带器执行机构运行过程中,在挂带器的挂钩与支架 之间形成剪切运动,且剪切运动区域外露(图4),因岗位人员及维修人员在包装及维修过 程中手指误入,造成手指夹伤/夹断人身伤害事件的发生。

  1. 粉末包装机挂带器防护装置的设计安装

3.1粉末包装机挂带器防护装置的设计方案及方案对比

在确定粉末包装机挂带器造成人身伤害事件原因后,设计了三种整改方案。

方案1:联系厂家拆卸挂带器,重新设计安装本质安全型挂带器。 缺点:整改时限长,且整改成本高。

方案2:联系设计单位,对包装机挂带器运行区域进行监控联锁设计,在人员手指误入 的情况下,能够进行有效识别报警并实现联锁自动停机。

缺点:整改时限长,且整改成本高。

方案3:自行设计防护装置,以防止人员手指误入包装机挂带器运行外露区域。 优点:整改时限短,有利于与现场实际相结合,整改具有针对性,整改成本小。

  1. 2粉末包装机挂带器防护装置的设计与安装

经过车间相关专业人员对三种整改方案的比选,最终选择方案3作为整改方案,并自行 设计安装了粉末包装机挂带器防护装置。

  1. 2. 1粉末包装机挂带器防护装置的设计

3. 2. 1. 1设计思路

(1) 封闭包围粉末包装机挂带器挂钩运行中外露的运动区域,隔断人员接触路径;

(2) 不影响包装机挂带器的正常运行;

(3) 不妨碍岗位员工包装操作;

(4) 不改变包装机挂带器支架现状;

(5) 能够固定安装到粉末包装机挂带器支架上,无需焊接操作,且维护方便;

(6) 对包装机挂带器外观不产生较大影响;

(7) 防护装置制造材料易选廉价。

3. 2. 1. 2设计过程

(1) 图纸设计:根据粉末包装机挂带器结构现场实际测量数据,绘制防护装置图纸(图5)。

(2) 材料选取:考虑到防护装置的防护强度及安装固定要求,防护板材质选择5mm普通碳 钢钢板;

(3)紧固方式:考虑到该防护装置不采用焊接方式安装,因此采用防护板两侧预留螺栓孔,

并进行孔内螺纹处理;

(4)稳固处置:在防护装置安装过程中,由于防护装置两侧防护板在紧固螺栓与挂带器支 架间的作用力下产生外向扩张力,造成防护板变形脱落,因此在防护挡板顶部和底部设计了 加强筋,以稳固两侧防护板;

(5)焊接处理:考虑防护装置尺寸限制及安装中的变形应力,侧面防护板与正面防护板采

用双面焊接方式。

 

3. 2.2粉末包装机挂带器防护装置的安装

为检验防护装置实际应用效果,车间首先制作安装了 1个防护装置实体,运行 观察一周后,员工反馈效果积极,防护装置达到了预期设计目的,满足使用要求,于是车间 制作安装了余下3个挂带器防护装置,完成粉末包装机挂带器设计安装工作。

3. 3粉末包装机挂带器防护装置使用评价 3. 3.1防护效果评价

车间在粉末包装机挂带器上安装了防护装置后,得到包装岗位员工的评价是,“有了该 装置,即便是想把手指夹伤或夹断都不可能了”,通过现场模拟试验证明,该防护装置彻底 封闭了人员手指进入挂带器运行外露区域的通道,实现了粉末包装机挂带器的本质安全化。 3. 3. 2经济效果评价

3. 3. 2. 1直接经济效果

由于该防护装置的制造材料仅仅使用了厚度为5mm的普通钢板,取材方便,造价低廉, 同时,防护装置的设计、安装及维护全部由车间人员完成,因此从设计、安装到维护管理, 全周期成本几乎可以忽略不计。但其直接经济效益却根本节约了人身伤害情况下的医疗救治 费、员工误工费和工伤鉴定及赔付费等直接费用支岀。

3. 3. 2. 2间接经济效果

  1. 从粉末包装机投入运行12年来发生的多起手指夹伤夹断事件来看,在包装机挂带器无 防护装置的情况下,发生人员手指夹伤夹断事件的风险时刻存在,甚至引发更严重后果,员 工的人身安全、企业的经营管理随时受到隐患的威胁,而该防护装置的设计安装从根本上杜 绝了人员手指夹伤夹断事件发生,减少了员工受到人身伤害的风险,避免了因包装机挂带器 伤人给员工带来的身体伤害和给企业带来的经济损失。
  2. 粉末包装机挂带器隐患事件的消除,从中让员工及管理者认识到安全事件、事故的发 生不应仅仅关注人员违章,更要关注设备设施缺陷,让企业管理人员认识到了本质安全的重 要性,纠正了大部分员工甚至管理者某些时候在设备原始设计面前的“屈从心理”,这种经 济效益无从衡量。

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(此文关键词:全自动粉体称重包装机,粉体自动计量包装机,自动粉状包装机,粉剂全自动包装机,粉类自动定量包装机)
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