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基於本質安全對包裝機掛帶器防護裝置的設計安裝

發布時間:2020-06-08 14:18:13 |來源:網絡轉載

  1. 粉末包裝機掛帶器防護裝置改進背景
  1. 1粉末包裝機掛帶器人身傷害事件綜述

2001年,遼陽某公司烯炷廠進行了乙烯脫瓶頸項目改造,聚乙烯車間作為項目改 造一部分,新建一條(B線)聚合生產線,該生產線配套設計增加了聚乙烯粉末成品大包包 裝線,本聚乙烯粉末成品大包包裝線由哈爾濱工業大學博實有限公司(簡稱哈博實)設計 安裝,包裝線於2001年10月施工結束投入運行,運行以來,該包裝線發生多起包裝機掛帶 器造成包裝崗位人員和儀表檢修人員手指夾傷、夾斷人身傷害事件,2013年5月2日,該 包裝機掛帶器再次發生包裝人員手指夾傷事件,5月4日,車間立即組織安全、設備、生產 專業負責人進行現場詢查,經對當事人及包裝崗位其他員工詢問及現場實際觀察掛帶器執行 機構結構組成及動作路徑,並査閱、研究粉末成品包裝機掛帶器工作原理,通過對各類因素 綜合分析,車間最終判定造成包裝機掛帶器發生人員手指夾傷、夾斷事件發生的直接原因是, 崗位包裝人員手指誤入運行中的掛帶器執行機構造成手指夾傷或夾斷事件,但究其事件根本 原因在於,包裝機掛帶器設計缺陷,存在人員手指誤入掛帶器運行區域,造成人身傷害的風 險,由此車間決定對聚乙烯粉末成品大包包裝線包裝掛帶器進行改進,以根除粉末包裝機掛 帶器存在的安全隱患,杜絕再次發生粉末包裝及儀表維修過程的人身傷害事件。

1.2粉末包裝機掛帶器執行機構工作原理

粉末包裝機掛帶器執行機構主要由汽缸、氣壓連杆、掛鉤、支架等組成,其工作 原理是,係統通過供給汽缸壓縮風驅動氣壓連杆帶動掛鉤上下運行,實現包裝機掛帶器掛袋 和脫袋。

 

  1. 粉末包裝機掛帶器造成人身傷害事件原因分析

經過對曆次發生的手指夾傷/夾斷事件的人員詢問、現場觀摩、工作流程確認及査閱資 料,釆用事故樹分析法(圖3)對手指夾傷/夾斷事件進行原因分析,最終作出分析結論。 2.1事件發生的直接原因

包裝或儀表維修人員手指誤入的掛袋器運行中掛鉤與支架形成的剪切運動區域,因掛鉤 的剪切力將人員手指夾傷/夾斷。

  1. 2事件發生的根本原因
  2. 2事件發生的根本原因

經現場對包裝崗位人員的操作過程和粉末包裝掛帶器執行機構運行路徑現場觀察,並對 掛帶器執行結構進行了多次研究與模擬試驗,確定事件發生的根本原因是:粉末包裝機掛帶 器設計缺陷,缺失防護裝置,在包裝機掛帶器執行機構運行過程中,在掛帶器的掛鉤與支架 之間形成剪切運動,且剪切運動區域外露(圖4),因崗位人員及維修人員在包裝及維修過 程中手指誤入,造成手指夾傷/夾斷人身傷害事件的發生。

  1. 粉末包裝機掛帶器防護裝置的設計安裝

3.1粉末包裝機掛帶器防護裝置的設計方案及方案對比

在確定粉末包裝機掛帶器造成人身傷害事件原因後,設計了三種整改方案。

方案1:聯係廠家拆卸掛帶器,重新設計安裝本質安全型掛帶器。 缺點:整改時限長,且整改成本高。

方案2:聯係設計單位,對包裝機掛帶器運行區域進行監控聯鎖設計,在人員手指誤入 的情況下,能夠進行有效識別報警並實現聯鎖自動停機。

缺點:整改時限長,且整改成本高。

方案3:自行設計防護裝置,以防止人員手指誤入包裝機掛帶器運行外露區域。 優點:整改時限短,有利於與現場實際相結合,整改具有針對性,整改成本小。

  1. 2粉末包裝機掛帶器防護裝置的設計與安裝

經過車間相關專業人員對三種整改方案的比選,最終選擇方案3作為整改方案,並自行 設計安裝了粉末包裝機掛帶器防護裝置。

  1. 2. 1粉末包裝機掛帶器防護裝置的設計

3. 2. 1. 1設計思路

(1) 封閉包圍粉末包裝機掛帶器掛鉤運行中外露的運動區域,隔斷人員接觸路徑;

(2) 不影響包裝機掛帶器的正常運行;

(3) 不妨礙崗位員工包裝操作;

(4) 不改變包裝機掛帶器支架現狀;

(5) 能夠固定安裝到粉末包裝機掛帶器支架上,無需焊接操作,且維護方便;

(6) 對包裝機掛帶器外觀不產生較大影響;

(7) 防護裝置製造材料易選廉價。

3. 2. 1. 2設計過程

(1) 圖紙設計:根據粉末包裝機掛帶器結構現場實際測量數據,繪製防護裝置圖紙(圖5)。

(2) 材料選取:考慮到防護裝置的防護強度及安裝固定要求,防護板材質選擇5mm普通碳 鋼鋼板;

(3)緊固方式:考慮到該防護裝置不采用焊接方式安裝,因此采用防護板兩側預留螺栓孔,

並進行孔內螺紋處理;

(4)穩固處置:在防護裝置安裝過程中,由於防護裝置兩側防護板在緊固螺栓與掛帶器支 架間的作用力下產生外向擴張力,造成防護板變形脫落,因此在防護擋板頂部和底部設計了 加強筋,以穩固兩側防護板;

(5)焊接處理:考慮防護裝置尺寸限製及安裝中的變形應力,側麵防護板與正麵防護板采

用雙麵焊接方式。

 

3. 2.2粉末包裝機掛帶器防護裝置的安裝

為檢驗防護裝置實際應用效果,車間首先製作安裝了 1個防護裝置實體,運行 觀察一周後,員工反饋效果積極,防護裝置達到了預期設計目的,滿足使用要求,於是車間 製作安裝了餘下3個掛帶器防護裝置,完成粉末包裝機掛帶器設計安裝工作。

3. 3粉末包裝機掛帶器防護裝置使用評價 3. 3.1防護效果評價

車間在粉末包裝機掛帶器上安裝了防護裝置後,得到包裝崗位員工的評價是,“有了該 裝置,即便是想把手指夾傷或夾斷都不可能了”,通過現場模擬試驗證明,該防護裝置徹底 封閉了人員手指進入掛帶器運行外露區域的通道,實現了粉末包裝機掛帶器的本質安全化。 3. 3. 2經濟效果評價

3. 3. 2. 1直接經濟效果

由於該防護裝置的製造材料僅僅使用了厚度為5mm的普通鋼板,取材方便,造價低廉, 同時,防護裝置的設計、安裝及維護全部由車間人員完成,因此從設計、安裝到維護管理, 全周期成本幾乎可以忽略不計。但其直接經濟效益卻根本節約了人身傷害情況下的醫療救治 費、員工誤工費和工傷鑒定及賠付費等直接費用支岀。

3. 3. 2. 2間接經濟效果

  1. 從粉末包裝機投入運行12年來發生的多起手指夾傷夾斷事件來看,在包裝機掛帶器無 防護裝置的情況下,發生人員手指夾傷夾斷事件的風險時刻存在,甚至引發更嚴重後果,員 工的人身安全、企業的經營管理隨時受到隱患的威脅,而該防護裝置的設計安裝從根本上杜 絕了人員手指夾傷夾斷事件發生,減少了員工受到人身傷害的風險,避免了因包裝機掛帶器 傷人給員工帶來的身體傷害和給企業帶來的經濟損失。
  2. 粉末包裝機掛帶器隱患事件的消除,從中讓員工及管理者認識到安全事件、事故的發 生不應僅僅關注人員違章,更要關注設備設施缺陷,讓企業管理人員認識到了本質安全的重 要性,糾正了大部分員工甚至管理者某些時候在設備原始設計麵前的“屈從心理”,這種經 濟效益無從衡量。

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