Лекция №2. Безопасность эксплуатации грузоподъемных машин Вопрос Назначение и опасности при эксплуатации грузоподъемных машин
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
Безопасность эксплуатации грузоподъемных машин Вопрос 1. Назначение и опасности при эксплуатации грузоподъемных машин В своей деятельности человек постоянно сталкивается с необходимостью поднимать и перемещать различные грузы. Поэтому с давних времен начали изобретаться и применяться различные подъемно-транспортные средства. Их развитие и совершенствование привело к возникновению класса машин, получивших определение подъемно-транспортных(ПТМ). ПТМ–машины, предназначенные для подъема, опускания и перемещения штучных, пакетированных и насыпных грузов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте и др. Многообразие видов ПТМ вызывает необходимость их классификации по различным признакам, что позволяет проводить специализацию при их изучении, проектировании, производстве и эксплуатации. наиболее характерным признаком, по которому принято разделять ПТМ на отдельные конструктивные группы, является принцип их действия. В соответствии с ним ПТМ можно разделить на две большие группы: грузоподъемные машины (ГПМ) и машины непрерывного транспорта МНТ. Для МНТ характерно перемещение насыпных или штучных грузов по заданной трассе постоянным (непрерывным) потоком без остановки для загрузки и разгрузки. К ГПМ относятся грузоподъемные краны, лифты, подъемники, вышки и такие простейшие механизмы как домкраты, тали, лебедки. Эти машины предназначены подъема грузов и его перемещения в пространстве на относительно небольшие расстояния. Они используются в самых различных сферах жизнедеятельности человека. ГПМ можно увидеть на многих промышленных предприятиях, на строительных объектах, на транспорте, в торговле. В ряде случаев ГПМ выполняют роль основного технологического оборудования. Например, литейные краны металлургического производства, башенные краны на стройках, портальные краны и контейнерные перегружатели в портах. К основному технологическому оборудованию можно отнести и ГПМ складских логистических комплексов. В этом случае машины работают в более интенсивном режиме и к ним предъявляются более высокие требования по надежности. Используемые для монтажа и ремонта машины относятся к вспомогательному оборудованию. Некоторые виды ГПМ в процессе своей работы перемещаются по путям (например, башенные краны) и безопасность эксплуатации таких машин необходимо рассматривать в комплексе с путями и сооружениями, на которых они установлены (эстакады, каркасы зданий, насыпи), с путевым оборудованием. Работа ГПМ сопровождается применением различного вспомогательного оборудования для захвата груза (стропы, траверсы, ковши и т.д.). Близки к ГПМ по характеру работы такие машины как погрузчики, установки рельсового и безрельсового транспорта (самоходные и несамоходные тележки) и устройства для обслуживания перегрузочных операций (манипуляторы). Все это оборудование также характеризуется циклическим действием и возвратно-поступательным движением грузозахватного (грузонесущего) органа в случае манипулятора или самой машины в остальных случаях. Кроме того, при осуществлении погрузочно‑разгрузочных и перегрузочных работ безопасность во многом зависит и от вспомогательного оборудования, по которому передвигаются погрузчики (эстакады, рампы, аппарели) и в котором транспортируется груз (тара). Поэтому в дальнейшем под ГПМ будем понимать весь перечисленный спектр машин и оборудования. ГПМ относятся к потенциально опасным машинам, эксплуатация которых может привести к возникновению аварий и травматизму. При эксплуатации ГПМ всегда существует риск возникновения опасной ситуации, которая может привести к аварии или несчастному случаю. Опасности обусловлены назначением машин – подъем и транспортирование на высоте грузов, постоянным движением самих машин и их органов, а также их конструкцией и расположением по отношению к окружающим объектам. Опасные ситуации могут возникать при исправном состоянии машин и использовании их по назначению. В этих случаях опасности подвергаются находящиеся рядом с работающей машиной люди, в том числе и случайные. Опасные ситуации также характерны при обслуживании ГПМ. Выполняющий работу персонал в это время может работать на высоте, работать в стесненных условиях, выполнять пробные (испытательные) движения машин и их элементов. Основные опасности можно классифицировать следующим образом: Опасности, обусловленные перемещением грузов на высоте: падение груза или его части на находящихся под ним людей; падение груза или его части на находящееся под ним оборудованиежж; контакт людей или оборудования с движущимся грузом или частями ГПМ, выражающийся в форме ударов или защемления между окружающими объектами и ГПМ и ее частями или грузом. Опасности, обусловленные обслуживанием ГПМ на высоте: падение с высоты людей и их травмирование; падение с высоты инструмента и ремонтных материалов и травмирование находившихся внизу людей или разрушение оборудования. Опасности, обусловленные установкой ГПМ: падение машины вследствие проседания рельсового пути; падение машины вследствие неудовлетворительного состояния опорных поверхностей под аутригерами; контакт элементов машины (стрелы) с линией электропередач при работе рядом с ней. Опасности, обусловленные неудовлетворительным состоянием блокировочных устройств ГПМ: обрыв грузовых канатов вследствие контакта крюковой подвески с элементами металлоконструкций; удары кранов и их тележек о тупиковые упоры; подача напряжения на троллеи при находящемся рядом обслуживающем персонале; начало движения машин при находящемся на них обслуживающем персонале; отсутствие предупреждения о потенциальной опасности (ветер нерабочего состояния, приближение к линии электропередач); начало движения машин с открытыми дверьми кабин и люками. Опасности, обусловленные механической частью ГПМ при их обслуживании: контакт с движущимися деталями и узлами машин (с валами, муфтами, канатами, тележками и т.д.), выражающийся в порезах, ссадинах и т.п.; наезд ходовых колес на ноги или руки. Опасности, обусловленные электрической частью ГПМ при их обслуживании: прикосновение к элементам машин, находящимся под напряжением; аварийные (неожиданные) остановки; выполнение движений в противоположную от ожидаемой сторону в результате неправильной сборки схем; явлений, связанных со статическим электричеством. Опасности, возникающие при отказе в цепи управления: отсутствие остановки в случае опасных ситуаций; короткое замыкание электропроводки; неожиданный пуск машины после прерывания работы; неожиданное изменение направления движения того или иного механизма; чрезмерно высокая скорость движения; перегрузка электропроводки. Опасности, возникающие вследствие несоблюдения эргономических принципов в конструкции машин: несоблюдение эргономических параметров (высота ограждения галереи, ширина лестницы, угол наклона лестницы, расстояние между ступенями лестницы); недостаточное освещение рабочих мест; недостаточный доступ к рабочим местам; недостаток свободного места на рабочих местах; неудовлетворительное состояние надписей на аппаратах управления; неудовлетворительное состояние остекления кабин управления; отсутствие подъемного оборудования при работе с тяжестями. Опасности, возникающие вследствие поломки в ходе эксплуатации неисправного оборудования или превышения грузовых характеристик: превышение установленных нагрузок на элементы и узлы ГПМ; падение частей ГПМ с высоты. Опасности поскользнуться, споткнуться, упасть при обслуживании ГПМ: поскальзывание на настилах галерей, площадок обслуживания, ступенях лестниц (при отсутствии насечек на металле, при разливе масла и т.п.); падение персонала при неожиданном начале движения машины или ее частей; падение персонала при перешагивании через находящиеся на его пути части машины (валы, двигатели и .п.); падение персонала при движении по галерее, на которой имеются конструктивные приямки или ребра жесткости металлоконструкций; падение персонала в открытые люки галерей и площадок обслуживания; падение персонала при движении по галерее, загроможденной посторонними предметами (светильник, запасные части, инструмент, строительный мусор и т.д.). Опасности удариться верхней частью тела при отсутствии габаритов для движения персонала при обслуживании ГПМ, находящихся в помещениях: контакт персонала при движении по галереям и площадкам обслуживания с находящимися над ними элементами строительных конструкций или технологического оборудования; контакт персонала при пробном движении машины с элементами находящихся рядом или над персоналом строительных конструкций или технологического оборудования. Особые опасности, характерные для машин данного типа: ненадлежащее использование машин, например, подъем людей без специально предназначенных для этого устройств; эксплуатация машин посторонними людьми. Для машин такого типа как ГПМ шум не относится к факторам, создающим опасную ситуацию. ГПМ обычно работают в производственной обстановке, когда уровень шума от других машин или оборудования намного выше. Вопрос 2. Безопасность складских, погрузочных и разгрузочных работ 2.1. Система обеспечения безопасности при эксплуатации грузоподъемных машин В процессе эксплуатации ГПМ выработалась система обеспечения безопасности при эксплуатации ГПМ. Она базируется на имеющемся отечественном опыте эксплуатации, когда функции технического регулирования и надзора принадлежали государству. В настоящее время после принятия федеральных законов «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», «О техническом регулировании», «О лицензировании отдельных видов деятельности» и «О саморегулируемых организациях» система заметно изменилась. Функции обеспечения требований безопасности в ней переданы владельцу ГПМ, а государство оставило себе функции надзора. Такой подход соответствует международным нормам. Система обеспечения безопасной эксплуатации ГПМ является частью системы промышленной безопасности, направленной на выполнение определенных условий, запретов, ограничений и других требований, которые предназначены для обеспечения надежности машин и их элементов при их производстве, обеспечения поддержания работоспособности и указанных параметров в дальнейшем, обеспечения соблюдения правил безопасного ведения работ. Эксплуатация ГПМ имеет целью выполнение производственных функций, направленных в том числе и на получение прибыли. При этом всегда должен быть обеспечен приоритет сохранения жизни и здоровья работников. Система обеспечения безопасной эксплуатации ГПМ – это совокупность участников на всех стадиях существования ГПМ, а также норм, правил, методик, условий, критериев и процедур, в рамках которых организуется и осуществляется проектирование, изготовление, транспортирование, монтаж, использование по назначению, техническое обслуживание и ремонт, модернизация и утилизация, оценка соответствия. В настоящее время в соответствии с законодательством эксплуатация значительного числа ГПМ относится к сфере промышленной безопасности. Наличие стационарно установленных ГПМ относит производственный объект (предприятие, завод, стройплощадка, а соответственно и такие их части как цехи, склады и т.д.) к опасным производственным объектам (ОПО). В соответствии с законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» при эксплуатации ГПМ в составе ОПО его владелец обязан: иметь укомплектованный штат квалифицированного персонала (машинисты, операторы, стропальщики, ремонтный персонал) и инженерно-технических работников для организации безопасной эксплуатации и надзора; иметь на объекте необходимые правовые акты (законы, инструкции) и нормативные технические документы (НТД), например, правила, стандарты, проекты проведения работ с применением ГПМ и т.д.; организовать и осуществлять производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности; обеспечить наличие и функционирование необходимых приборов и систем контроля (например, анемометров, ограничителей грузоподъемности и др.); обеспечивать в необходимых случаях проведение экспертизы промышленной безопасности ГПМ, зданий, связанной с ними технической документации); обеспечивать диагностику и освидетельствование ГПМ, их техническое обслуживание и ремонт; заключить договор страхования риска ответственности за причинение вреда при эксплуатации ОПО. Обеспечение требований промышленной безопасности предусматривает проведение обязательного технического обслуживания и ремонта ГПМ, которые выполняются в соответствии с единой системой планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования (системой ППР). Система ППР предусматривает профилактические техническое обслуживание и ремонт, которые выполняются по составляемым на годовой период графикам на основании НТД предприятий-изготовителей (руководства и инструкции по эксплуатации). Для эксплуатации и ремонта ГПМ владелец может привлекать специализированные организации на основе оформления договорных отношений. С целью проверки выполнения требований промышленной безопасности при эксплуатации ОПО (включая эксплуатацию ГПМ) государство организует и осуществляет в соответствии с законодательством федеральный надзор. Специально уполномоченным органом исполнительной власти в области промышленной безопасности является Ростехнадзор (Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору). Для учета ОПО они подлежат регистрации в государственном реестре. 2.2. Оценка соответствия грузоподъемных машин и условий их эксплуатации требованиям промышленной безопасности Обеспечение безопасной эксплуатации ГПМ в составе ОПО достигается за счет функционирования единой системы оценки соответствия (ЕС ОС). Выполняется обязательная оценка соответствия требованиям промышленной безопасности ГПМ как технических устройств, зданий и сооружений, где установлены или эксплуатируются ГПМ, технической документации на монтаж, ремонт, модернизацию, реконструкцию и т.п. Также выполняется оценка соответствия знаний работников. Оценка соответствия машин и оборудования, в том числе и ГПМ, выполняется в форме сертификации, декларирования или экспертизы. Этим видом деятельности занимаются аккредитованные органы по сертификации или имеющие государственную лицензию экспертные организации. Результатом их работы являются сертификат соответствия, декларация или заключение экспертизы промышленной безопасности. Эксплуатация ГПМ возможна при наличии соответственно первых двух документов или положительного заключения экспертизы. Требования промышленной безопасности, рассматриваемые при оценке соответствия изложены в технических регламентах о безопасности машин и оборудования, общих и специальных, а также в таких видах НТД как стандарты, правила, методики. Проверка знаний работников проводится в виде аттестации. В большинстве случаев аттестация проводится с участием представителя Ростехнадзора. Вопрос 3. Типовые конструкции грузоподъёмных машин, требования к устройству и безопасной эксплуатации. 3.1.Классификация грузоподъемных машин Конструкции ГПМ чрезвычайно разнообразны. Для их изучения удобно использовать классификацию. Классифицировать ГПМ можно: по конструктивным признакам; по назначению; по характеру выполняемой работы. По конструктивным признакам ГПМ можно разделить на такие группы: краны мостового типа; стреловые краны; подъемники (вышки); лифты; погрузчики; тележки; вспомогательное оборудование. Краны мостового типа – это краны, у которых грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке, тали или крану стрелового типа, перемещающимся по мосту (рис.4.1).  Рис.4.1. Краны мостового типа а – опорный; б – подвесной; в – штабелер; г – козловой; д – полукозловой; е – кабельный мостового типа; ж – мостовой перегружатель; з – причальный перегружатель; и – специальный 1 – мост; 2 – тележка; 3 – грузовая каретка; 4 – колонна; 5 – опора (нога); 6 – несущий канат; 7 – штабель сыпучего груза; 8 – бункер; 9 – кран‑балка; 10 – груз Краны мостового типа перемещаются по рельсовым путям и обслуживают пространство над площадью, ограниченной этими путями. Механизм подъема располагается, как правило, на тележке. Управление кранами осуществляется из кабины, устанавливаемой на мосту, опоре или на тележке. Токоподвод к кранам осуществляется посредством гибкого кабеля либо расположенных вдоль пути металлических проводников, которые называются троллеями. Небольшие мостовые краны, функции тележки на которых выполняет тельфер (таль) – самоходное грузоподъемное устройство, называются кран‑балками. Мостовые краны используются по самому разному назначению: обслуживание технологического производства, складов, портов и т.д. Могут эксплуатироваться в закрытых помещениях и на улице. Краны стреловые – это краны поворотные, у которых стрела или башенно-стреловое оборудование закреплены на поворотной платформе, размещенной непосредственно на ходовом устройстве (рис.4.2).  Рис.4.2. Стреловые краны а – башенный; б – автомобильный; в – портальный; г – пневмоколесный; д – гусеничный; 1 – стрела; 2 – поворотная платформа; 3 – неповоротная рама; 4 – башня; 5 – аутригер (опора); 6 – кабина; 7 – хобот; 8 – портал; 9 – тележка; 10 – противовес; 11 – ж/д вагоны; 12 – гусеницы Ходовое устройство – это основание для стрелового или башенного крана, включающее приводное устройство для передвижения крана. По типу ходового устройства различают краны автомобильные, пневмоколесные, на специальном шасси, гусеничные. К стреловым кранам также относятся железнодорожные краны – краны, смонтированные на платформе, передвигающейся по железнодорожному пути. Краны на гусеничном, специальном и автомобильном ходу независимы от рельсового пути и отличаются большой маневренностью. Это позволяет широко их использовать при выполнении погрузочно-разгрузочных и монтажно-строительных работ. Большое распространение в последнее время получили подъемники (вышки). Они используются при выполнении различных ремонтных, монтажных и строительных работ, для обслуживания оборудования при необходимости работ на высоте. Конструкции подъемников очень разнообразны. Примером подъемника может служить представленный на рис.4.3 подъемник ножничного типа.  Рис.4.3. Подъемник ножничного типа. Отдельной группой рассматриваются такие подъемники как лифты. В зависимости он назначения лифты подразделяются на пассажирские, грузовые, грузопассажирские, больничные, специальные. Основной характеристикой подъемников является грузоподъемность Q. К погрузчикам относятся передвижные самоходные безрельсовые машины, используемые для погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ. По характеру выполняемых работ погрузчики разделяют на универсальные (для различных работ с разнообразными грузами) и специальные (для сыпучих грузов, для контейнеров, для длинномерных грузов, стеллажные). Универсальные погрузчики работают со сменными грузозахватными приспособлениями, основным из которых являются вилы для работы со штучными грузами. Большое распространение в последнее время получили электропогрузчики, питание которых осуществляется от аккумуляторных батарей (рис.4.4). Достоинством этих машин является отсутствие загрязнения окружающего воздуха выхлопными газами, что важно при работе в закрытых помещениях.  Рис.4.4. Погрузчики а – электропогрузчик; б – погрузчик с ДВС; 1 – корпус; 2 – колесо приводное; 3 – колесо холостое; 4 – вилочный грузозахват; 5 – мачта; 6 – аппараты управления; 7 – кресло оператора; 8 – защитная крыша; 9 – противовес; 10 – аккумуляторная батарея; 11 – гидросистема; 12 – грузозахват для контейнеров; 13 – контейнер Для работы на открытых площадках используют погрузчики с двигателями внутреннего сгорания. Привод рабочих органов погрузчиков выполняется преимущественно гидравлическим. Грузоподъемность погрузчика определяется величиной создаваемого грузом опрокидывающего момента относительно передних колес. Поэтому к площадкам, на которых эксплуатируются погрузчики, предъявляются высокие требования по обеспечению определенного углона. Основные параметры грузоподъемных машин В процессе эксплуатации ГПМ сложилась система параметров, их характеризующих. Она используется в нормативно-технической документации (НТД) и при эксплуатации. Параметры также удобно изучать, используя их классификацию. Рядом с принятым обозначением параметров приведены единицы измерения. Следует принять во внимание, что приводимые для расчетов формулы в НТД часто используют эти единицы без комментариев. Рекомендуемые значения параметров приведены в соответствующих стандартах, например, для грузоподъемных кранов в ГОСТ 1575. Параметры нагрузки Грузоподъемностью машины называют массу номинального (максимального) рабочего груза, на подъем которого рассчитана машина. Обычно этот параметр обозначают Q (кг, т). В значение грузоподъемности включают массу постоянно установленных или сменных грузозахватных органов и приспособлений (крюк, траверса, бадья, грейфер и т.д.). Величина грузоподъемности для грузоподъемных кранов назначается в соответствии со стандартом [8], устанавливающим ряд номинальных значений (т) : 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10 12,5 16,0 20 25 32 40 50 63 80 100 125 … 500 630 800 1000. У кранов с переменной величиной вылета стрелы в качестве такого параметра как грузоподъемность рассматривается грузовая характеристика – график зависимости величины грузоподъемности от величины вылета при одном и том же грузовом моменте (рис.4.5).  Рис.4.5. Грузовая характеристика стрелового крана. Максимальная грузоподъемность Qmax , являющаяся одной из основных характеристик ГПМ, может быть реализована лишь при минимальном вылете Lmin. Грузовой момент характеризует устойчивость самоходных и башенных кранов против опрокидывания. Он определяется как произведение веса груза на вылет стрелы М=QgL (кНм). Нагрузка на колесо P (кН) это величина наибольшей вертикальной нагрузки, передаваемой одним ходовым колесом на крановый путь или на ось. Линейные параметры Вылетом стрелы L (м) называется расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до оси грузозахватного органа (рис.4.6).  Рис.4.6. Автомобильный кран 1 – стрела; 2 – поворотная платформа; 3 – неповоротная рама; 4 – крюковая подвеска; 5 – аутригер (опора). Пролет S (м) это расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути для кранов мостового типа (рис.4.7).  Рис.4.7. Мостовой кран 1 – главная балка; 2 – тележка; 3 – крюковая подвеска; 4 – ходовое колесо; 5 – концевая балка; 6 –троллеи. Вылет консоли l (м) это наибольшее расстояние по горизонтали от оси ближайшей к консоли опоры крана до оси расположенного на консоли грузозахватного органа. Высота подъема H (м) это расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении. Высота кранового пути HО (м) это расстояние по вертикали от уровня пола (земли) до уровня головок рельсов кранового пути. Высота подъема H (м) это расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении или от уровня стоянки погрузчика до уровня вил в верхнем положении. Скорости рабочих движений Скоростью подъема V называют скорость вертикального перемещения рабочего груза при установившемся режиме движения. Скоростью передвижения V называют скорость передвижения крана или его тележки при установившемся режиме движения или максимальная скорость погрузчика. Частота вращения ω это угловая скорость вращения поворотной части крана при установившемся режиме движения. Определяется при наибольшем вылете с рабочим грузом. Линейные скорости НТД установлено измерять в м/с, угловые – в рад/с. Однако на практике для характеристики указанных параметров широко распространены такие единицы измерения как м/мин и об/мин. К нормальным скоростям относятся (м/с) 0,1 0,125 0,16 0,25 … Параметры, связанные с крановыми путями. Колеей K (мм) называют расстояние по горизонтали для кранов между осями рельсов или колес ходовой части кранов, а для тележек расстояния между осями рельсов для передвижения тележки. Для сравнения, в железнодорожном транспорте колея – это расстояние между внутренними обращенными друг к другу сторонами головок двух рельсов железнодорожного пути. База B (мм) это расстояние между осями опор (тележек) крана, измеренное вдоль пути. |