浅谈轮胎设备的安全防护

刘国良(天津赛象科技股份有限公司，天津 300384)

浅谈轮胎设备的安全防护

Introduction of safety protection for tire equipment

刘国良
(天津赛象科技股份有限公司，天津 300384)

本文主要从人身和设备安全这两个方面对轮胎成型设备电气方面的安全防护措施进行阐述，目的是有效的降低生产事故的发生率，希望对业内人士有所帮助。

安全；防护；轮胎设备

对设备安全防护的要求在世界各国都有详细的阐述，尤其是在欧美国家，对设备安全的要求十分严格，比如米其林工厂的一组全钢子午线轮胎生产设备就使用了多达18个安全扫描仪，5对安全光幕。安全达标是客户接受设备的首要步骤，只有安全过关，才能开始进行下面的工作。

然而，并不是防护等级越高越好，防护多了，成本高了，对设备的生产效率就会有一定的影响，因此要想最大程度且最经济的避免风险，在做安全防护方面的设计时，首先要分析风险是什么，风险有多大，选择哪个防护等级。

1　风险举例

挤压的风险，如不做防护，手或手臂，甚至身体会面临风险，如图1。

图1　挤压风险

粉末、铁屑飞溅的风险，如不做防护，飞溅物容易进入眼睛等部位，或烫伤身体，如图2。

重物坠落，砸伤人员的风险，如图3。

通过分析，我们将对不同种类的风险，采用不同的防护级别，采取不同的防护措施，最大程度的减少风险发生的概率，从而起到安全防护的作用。接下来我们就对如何进行风险分析做一个描述。

图2　粉末等飞溅的风险

图3　重物坠落的风险

2　风险分析

其中：

S：伤害程度，S1：指轻伤（可恢复，比如轻微的擦伤）；S2：指重伤或死亡。

F：面临危险的频率，F1：时间很短，频率不高；F2：时间长，频率较高。

P：危险躲避的可能性，P1：在特定条件下防止危险是可能的；P2：防止危险几乎是不可能的。

通过图4以及文字描述，我们可以清楚的看到伤害程度、面临危险的频率以及躲避风险的可能性决定了安全等级。

3　如何减少风险

确定了风险的种类和等级，我们就要针对

图4　风险分析图示

风险采取措施。

（1）通过设计减少风险；

（2）采用安全防护装置；

（3）实施个人防护措施；

（4）采用通知和警告提示信息。

下面我们就以成型机为例，做详细的分析。

4　具体分析

4.1通过设计减少风险

4.1.1人身安全

首先，我们从电气原理图的设计开始，设备在紧急停止后，或者在未启动前，不能有任何动作的可能，任何的动作按钮都不能起作用。根据不同需要，可以选择瞬时或延时型安全继电器。如果有紧急情况按下急停后，设备气源供给断开，从电、气两个方面保证设备安全。

另外，人机界面的操作设定条件，一般有两种方法，一种是页面进入限定，紧急停止安全继电器断开时，页面自动跳到紧急停止报警界面，在未复位前页面不能进入操作界面；气源信号未进入到PLC输入时，自动跳到未供气源报警页面，未复位前不能进入操作界面。

另一种是局部限定：限定某些操作的权限，在点击这些操作按钮时会弹出Login界面，只有输入正确的用户名及密码后才能进行操作。

其次，在机械设计时，也要考虑操作者或者维修者的安全，如图5所示，为防止挤压，可以在连个辊子前面设计挡板进行防护。

图5　挡板安全防护

4.1.2设备安全

伺服电机和变频电机设置速度限制，避免速度过小或过大：对于每一个电机，根据工艺及效率需求计算好合适的运行速度范围，在程序中对此范围进行限定，防止对电机本身或负载产生寿命影响。例如，将变频电机的最小运行频率设为3%，以防止电机低速运行;有时，还需要强冷风机，用来散发电机运转时的热量。

伺服电机和带位置反馈的变频电机设置软极限或硬极限（如图6），经过计算将伺服电机axis_1的硬极限选项选中，传感器使用两个闭点限位开关，将限位开关的信号接入伺服驱动器的极限输入信号端子，使电机运行到极限位置时自动停止，以防止碰撞。

图6　变频电机软极限设定画面

4.2采用安全防护装置

4.2.1传递环

无论是两鼓成型机还是三鼓成型机，传递环处的安全防护是最重要的，因为此处是操作面，动作频率最高，速度快、面积大，一旦出现意外，损伤也是最严重的。依据前面提到的风险分析方法，在伤害程度、面临危险的频率以及躲避风险的可能性这三个方面，我们将其定性为最高级。

由于传递环的移动较快，容易出现震动，然后综合机械和电气两个专业的特点，我们通过机械结构和行程开关配合使用来实现挤压风险的防护，对于碰撞风险，我们依旧采用常规的防护措施——边缘开关来实现防护。

一旦有人或物体被夹在中间，行程开关就会动作，导致安全继电器断开，起到保护的作用。

防止碰撞的两组边缘开关被触发时，其安全继电器断开，起到保护的作用。

4.2.2主机供料架

在每次更换料卷时，需要操作者进入设备区域，这时就要考虑操作者的安全性了，由于更换料卷的频率不是非常高，对操作者造成的后果比较严重，我们将其定性为二级，用安全光栅来作为防护元件。

安全光栅控制主机供料架导开部分的电源供给，进入防护区域，光栅安全回路被切断，此区域内电气及气动执行元件的供电电源都将被切断，从而实现保护作用。

4.3采用个人防护措施

除了在设计和采用安全防护措施减少伤害外，个人的防护措施也是非常重要的。比如佩戴耳塞、安全眼镜等。

4.4采用通知和警告提示信息

根据危险形式的不同，选择相应的警告提示贴在合适的位置上，用来警告。比如在卷取导开的棍子上贴上“防止挤手”的标志，在加热炉处贴上“防止烫伤”的标志等。

5　结语

安全生产是每个企业的宗旨之一，安全和生产效率一样重要。各大轮胎公司也在节约成本的同时逐渐意识到安全的重要性，对设备安全要求逐步提高。上面描述的这些防护措施，已经广泛的应用于各种轮胎成型产品上，在不影响生产效率的前提下，十分有效的起到了保护作用，得到了很好的评价。

[1]Machine Safety standard "Parts of control systems relatedto safety" NF EN ISO 13849-1.

[2]Directive 2006/42/CE of the European parliament and ofthe council dated 17 May 2006 relating to machines(extract) Directive 2006-42.

[3]机械电气安全, 机械电气设备, 第1部分：通用技术条件GB5226.1-2008/IEC 60204-1.

（XS-02）

橡胶谷集团董事长张焱荣获中国行业品牌十大创新人物

2015年1月2～3日，由亚洲品牌协会联合亚洲电视、人民日报《环球时报》社、大公网、亚太卫视共同主办的“2014亚洲品牌年会暨中国品牌年度总评榜颁奖典礼”在北京亚洲大酒店隆重举行。作为为化工橡胶行业提供解决方案的具有第三方公信力的综合服务平台，橡胶谷获得“2014中国品牌榜样企业”，同时橡胶谷集团董事长兼总裁张焱荣获“中国（行业）品牌十大创新人物”，见图1。

图1　亚洲品牌年会“中国（行业）品牌十大创新人物”颁奖（右三为橡胶谷集团董事长兼总裁张焱）

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目前，橡胶谷已与美国、泰国、越南、缅甸、西班牙、俄罗斯、印尼、马来西亚、老挝和非洲等国家及包括天然橡胶生产国组织等国际组织和政府建立起广泛的合作。

摘编自“中化新网”

TQ330.493

1009-797X(2015)05-0051-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.05.011

刘国良，男， 2007年7月毕业于河北工业大学电气工程自动化专业，现从事电气设计的工作。

2014-05-04