Министерство образования и науки Украины

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Охрана труда в отрасли»

Харьков, 2008 г.

БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ И РОБОТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Научно-технический прогресс, облегчая труд, повышая его производительность и безопасность, не исключает полностью проблемы охраны труда и защиты окружающей среды. Это обусловлено наличием объективных и субъективных факторов:

созданием современных производственных единиц большой мощности, ростом объемов производств и, следовательно, количеств вредных веществ, поступающих в производственную среду;

интенсификацией производственных процессов и, следовательно, убыстрением ритма производства;

повышением сложности оборудования;

появлением новых вредных и опасных производственных факторов;

увеличением объема информации, поступающей для восприятия в единицу времени;

отставанием темпов повышения квалификации персонала от темпов внедрения новой техники;

отставанием сроков внедрения новых правил техники безопасности от сроков внедрения нового оборудования;

недостаточной информацией об опасных и вредных факторах и методах предупреждения их возникновения;

монотонностью труда и возрастанием гиподинамических нагрузок.

Степень влияния механизации и автоматизации труда на производственный травматизм оценивают по методике, распределяющей несчастные случаи в зависимости от видов работ (операций), при которых они имели место, а также по группам рабочих, выполняющих работу механизированным способом и вручную.

Применение в промышленности автоматов и роботов изменяет содержание работы человека, сокращает ручной неквалифицированный труд, улучшает условия труда и позволяет высвобождать и направлять на более престижные работы значительное количество рабочих. Автоматы и роботы снижают травматизм на предприятиях. Но при их работе возможно воздействие на работающих физически опасных производственных факторов: подвижных устройств автоматов и роботов и передвигающегося (двигающегося) материала (изделий, заготовок, инструмента и т.п.). Основными причинами воздействия на работающих опасных производственных факторов при использовании промышленных роботов, роботизированных технологических комплексов и участков могут быть:

непредусмотренные движения исполнительных устройств робота во время обучения или при наладке, регулировании, ремонте;

авария на обслуживаемом роботом участке (отказ робота или технологического оборудования, совместно с которым он работает);

ошибочные (непреднамеренные) действия оператора при наладке, ремонте или во время работы робота в автоматическом режиме;

вход человека в рабочее пространство и рабочую зону робота;

нарушение условий эксплуатации робота и (или) роботизированного технологического комплекса и, в частности, использование робота не по назначению и не в соответствии с его техническими данными;

нарушение требований эргономики и безопасности труда при орга-низации роботизированного участка, в частности, неправильное расположение оборудования, транспортных средств, тары, пультов управления, загрузочных и разгрузочных устройств, накопителей.

Механизированные и автоматизированные технологические линии должны удовлетворять требованиям охраны труда, изложенным ниже.

Расположение. Автоматические линии (участки) располагаются в специально спроектированных цехах (зданиях) и отделяются от соседних линий (участков), стен, подъездных путей проходами. Например, автоматизированные крупные цехи металлопокрытий располагаются в два этажа, причем на первом этаже устроены вспомогательные участки приготовления растворов, нейтрализации сточных вод, а также оборудование вентиляции, источники питания, фильтры. Размеры проходов даны на рис. 1 (ОСТ 22-1424-80). Проходы поточно-механизированных сварочных линий располагаются на расстоянии не менее 5 м от мест сварки.

Рисунок 1. - Схема расположения механизированных линий: размеры, мм: а - 800-1000; б - 1200-1500; в - 40-50; г - 90-100; д - 40-50; е - 800-1000.

Автоматические линии, обслуживаемые с двух сторон, при отсутствии в них безопасных проходов оборудуют переходами (мостиками), которые располагают на расстоянии, не превышающем 25 м. Соответственно, линии, имеющие не доступные с пола элементы (которые необходимо периодически обслуживать), снабжают стационарными площадками или галереями. Мостики, площадки, галереи должны иметь двусторонние перила. Высота перил и ширина настила не менее 800--1000 мм; настил не должен быть скользким.

В автоматических линиях металлообрабатывающих станков конвейер в местах прохода людей должен находиться на высоте не менее 2200 мм от пола.

Органы управления. Расположение органов управления автоматиче-ских линий исключает возможность их случайного включения и вы-ключения. Органы управления должны иметь четко выполненные надписи или символы, поясняющие назначение каждого из них. На линиях с большим фронтом обслуживания органы управления дублируются. Управление оборудованием на однотипных линиях унифицировано, т.е. одинаково расположены рукоятки, педали, кнопки, действуют одни и те же правила управления, и т. д.

Зоны размещения органов управления на пультах и средства отображения информации (СОИ) соответствуют требованиям ГОСТ 22269-76, 12.2.033-78, ГОСТ 12.4.040-78*, ГОСТ 23000-78. В частности, на органы управления и контроля или на элементы конструкции производственного оборудования (пульты, панели, щитки и т. п.) наносят символы, примеры которых даны на рис 2. На протяжении линии устанавливают кнопки экстренной остановки механизмов.

На поточно-механизированных сварочных линиях пульт управления транспортно-подъемными устройствами объединен с пультом управления сварочным оборудованием и предусмотрена система раздельного управления сварочными и подъемно-транспортными операциями в аварийных ситуациях.

Расположение пульта управления линией должно обеспечивать воз-можность визуального контроля за выполнением рабочих и транспортных операций. Рабочее место оператора пульта оборудуется креслом-сиденьем, конструкция которого соответствует ГОСТ 21889--76*. В некоторых случаях рабочее место оператора находится в закрытой кабине, обеспечивающей защиту от воздействия вредных производственных факторов данного технологического комплекса. Рекомендуются следующие минимальные размеры кабины: высота 2100 мм, ширина дверного проема 600 мм, площадь 1700х2000 мм². В кабину подается воздух в количествах не менее 30 м³/ч на человека (СН 245-71), при этом параметры микроклимата и качественный состав воздушной среды отвечает требованиям ГОСТ 12.1.005-76; интенсивность теплового потока через смотровые стекла кабины не превышает 350 Вт/м², уровень звука в кабине - не более 80 дБ(А) (ГОСТ 12.1.003-83), освещенность на пульте управления - не менее 400 лк.

Ограждение. Ограждению подлежат:

все потенциально опасные вращающиеся или движущиеся элементы механизированных и автоматизированных комплексов (исключения составляют элементы, ограждения которых не допускается их функциональным назначением);

зоны возможного выброса рабочего материала и инструмента;

зоны факторов повышенной опасности (высоких температур, на-пряжений, излучений и т. д.).

Для наблюдения за работой механизмов автоматических линий или с целью уменьшения массы конструкции ограждения могут иметь отверстия или изготавливаться из решетки или сетки. Обычно размер ячеек сетки не превышает 10х10 мм. Если ограждение изготовлено из решетки (сетки), то расстояние от движущихся элементов до поверхности ограждения должно соответствовать следующим величинам (ГОСТ 12.2.009-80*):

Ограждение (защитное устройство) зоны обработки выполняется либо из листовой стали толщиной не менее 0.8 мм, либо листового алюминия толщиной не менее 2 мм, либо из прочной пластмассы толщиной не менее 4 мм. При необходимости ограждения могут иметь смотровые окна из безопасного стекла толщиной не менее 4 мм.

На поточно-механизированных сварочных линиях соседние сварочные участки имеют несгораемые ограждения (перегородки), предохраняющие работающих от воздействия вредных и опасных факторов сварки.

В автоматических линиях металлообрабатывающих станков опасная зона имеет ограждение, если расстояние между наиболее выступающими частями соседних станков в зоне менее 500 мм.

Блокировки. Автоматические линии и оборудование должны иметь блокировки:

исключающие возможность ведения рабочих операций при незафиксированном рабочем материале или при его неправильном положении (установке);

не допускающие самопроизвольных перемещений рабочих устройств, транспортных средств, механизмов подъема, поворота и других подвижных элементов линии и оборудования;

не допускающие выполнения следующего цикла до окончания предыдущего;

обеспечивающие остановку линии при снятии или открывании ограждений и при входе человека в зону ограждения;

обеспечивающие невозможность пуска линии при снятых или открытых ограждениях или нахождении человека в зоне ограждения;

исключающие возможность одновременного использования дублированных органов или пультов управления;

обеспечивающие остановку при выходе исполнительных устройств оборудования за пределы запрограммированного пространства, при отказе оборудования или выходе параметров энергоносителей за допустимые пределы;

обеспечивающие удержание заготовки и инструмента в случае неожиданного прекращения подачи электроэнергии, воздуха, масла и т. д.

Электробезопасность. Электробезопасность автоматических линий обеспечивается:

размещением в удобном месте вводного аппарата ручного или дистанционного действия, который позволяет подключать к питающей сети все электрооборудование линии и отключить его во время перерыва в работе или в аварийных случаях;

наличием аварийной кнопки «Стоп» (общий) с выступающим грибовидным толкателем красного цвета, которая обеспечивает отключение электрооборудования независимо от режима работы линии;

защитой электроприводов от самовключения (независимо от положения органов управления) при внезапном восстановлении исчезнувшего напряжения;

блокированием дверец шкафов (ниш) для электроаппаратуры с действием вводного выключателя, чтобы исключить возможность их открывания при включенном вводном аппарате и оставить возможность включения последнего при открытой дверце во время осмотра и наладки аппаратуры; после закрытия дверец блокировка должна автоматически восстанавливаться. Допускаются другие способы защиты: применение для закрытия дверей, крышек шкафов или ниш управления специальных запоров, открыть которые можно только специальным ключом;

защитным заземлением, занулением, организацией защитного отключения механических устройств и установок, которые могут случайно оказаться под напряжением;

заключением наружной электропроводки (кроме отдельных коротких участков) и внутренней (в местах возможных повреждений, попаданий масла, влаги и т. д.) в трубы, металлорукава, резиновые шланги и т. п.

Электрические провода должны иметь цветовую изоляцию (или цветные изоляционные трубки на концах одноцветных проводов), поз-воляющую различать назначение проводки и род электрического тока: силовые цепи постоянного и переменного токов - черную; цепи управления переменного тока - красную; цепи управления постоянного тока - синюю, цепи заземления - желто-зеленую.

В трубопроводах цепей управления предусматриваются запасные провода (запасные провода можно не прокладывать на участках длиной менее метра) в соответствии с рекомендацией ОСТ 3-2980-75.

Общее число проводов в одной трубе …………………... 4-7 8-12 13-21

Число запасных проводов ………………………………… 1 2 3

Если проводов более 21, то добавляется по одному проводу на каждые десять.

В цехах покрытий путем нагрева или распыления металла источни-ки постоянного тока - выпрямительные агрегаты - располагают не-посредственно возле ванн или на площадках, возведенных между авто-матическими линиями (рис. 3, ОСТ 22-1424 - 80).

Сигнализация. При выборе предупредительных или аварийных сиг-налов предпочтение отдается звуковым, когда шум в цехе соответ-ствует ГОСТ 12.1.003-83. В противном случае целесообразно использовать для сигнализации яркий мигающий свет. Уровень звукового давления сигнала обычно 90-100 дБ в полосе частот 125-500 Гц, проектирование по ГОСТ 21786-76. Сигнально-предупредительная окраска и знаки безопасности автоматических линий отвечают требованиям ГОСТ 12.4.026-76*, ТУ-024-5471-80Е.

Средства сигнализация оснащаются светофильтрами красного, желтого, зеленого, синего и белого цветов. Красный цвет запрещает работу, указывает на необходимость немедленного вмешательства в рабочий процесс. Желтый цвет предупреждает о переходе к автоматическому циклу работы или о приближении какого-либо параметра к предельному значению. Зеленый цвет свидетельствует о нахождении системы или оборудования в подготовительном состоянии к работе или извещает о нормальных параметрах и режимах работы. Синий цвет применяется для подачи информации в специальных случаях, когда не могут быть применены предыдущие цвета. Белый (молочный) цвет сигнализирует о вспомогательных действиях, которые не могут осуществляться в автоматическом цикле, а также подтверждает наличие напряжения, выбранного направления движения, заданной скорости.

+

Рисунок 3. - Схема расположения выпрямителей возле механизированных линий:

размеры, мм: а = 800-900; б = 600-700; в = 1200-1500

Шум. Шумовые и вибрационные характеристики автоматических линий должны соответствовать ГОСТ 12.1.003-83, 12.1.012-78*, ГОСТ 12.2.030-78, ГОСТ 13731-68.

Нормы шума, методы его определения и периодичность контроля для автоматических линий из агрегатных и специальных станков, предназначенных для механической обработки и частичной сборки деталей машин и оборудования, приведены в ТУ2-024-5471-80Е, для линий автоматического цинкования (модель АЦП-5М) - в ТУ2-055-34-77.

Освещение. Автоматические линии должны быть снабжены устройствами местного освещения рабочей зоны в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.017-76. Величина освещенности устанавливается СНиП II-4-79. Отраслевые нормы (ОСТ 5.9854-80) поточно-механизированных сварочных линий устанавливают общую освещенность на рабочих местах 300 лк при газоразрядных лампах и 200 лк при лампах накаливания. Механизированные комплексы для обработки отливок (ТУ2-043-862-81) имеют освещенность площадок обслуживания 400 лк.

Воздух рабочей зоны. Состояние воздушной среды в рабочей зоне производственных помещений должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004-76*, ГОСТ 12.1.005-76. Линии, образующие вредные газы, аэрозоли, излучения, использующие технологические жидкости с вредным эффектом или работающие с лакокрасочными материалами, необходимо снабжать устройствами, позволяющими гарантировать соблюдение санитарных норм. В частности, автоматические линии, которые в процессе работы образуют пыль, мелкую стружку, вредные жидкости (газы), имеют устройства для отсоса из зоны обработки загрязненного воздуха и его очистки. Конструкция пылестружкогазоприемников и рекомендации по их применению даны в приложении к ГОСТ 12.2.009-80*. В цехах с автоматическими линиями организуется вентиляция.

Процессы, в которых концентрация вредных веществ превышает ПДК, должны быть оборудованы дистанционным управлением.

Испытания. Автоматически линии проходят предварительную проверку, испытания на холостом ходу и испытания в режиме работы. Пример испытания автоматической линии из специальных станков на холостом ходу приведен в табл. 1 (ТУ-024-5471-80Е).

Роботизированные участки. К роботизированным участкам предъявляется ряд специфических требований безопасности. При организации роботизированных участков необходимо предусмотреть комплексную механизацию и автоматизацию производственного процесса (в том числе вспомогательных работ), оставив за оператором функции управления и контроля. Планировка роботизированных участков производится с учетом геометрических характеристик рабочей зоны, конструктивных особенностей применяемых роботов и действующих норм технологического проектирования соответствующих производств. В частности, при планировке необходимо исключить пересечение путей следования обслуживающего персонала с движением исполнительных органов робота.

Участки с роботами ограждаются и выделяются сигнальными цветами и знаками безопасности в соответствии с ГОСТ 12.4.026-76*, ГОСТ 12.2.072-82. Рабочее пространство робота обозначается сплошными линиями шириной 50 - 100 мм, наносимыми на пол краской желтого цвета, стойкой к стиранию. Ограждения окрашивают чередующимися черными и желтыми полосами одинаковой ширины (150 - 200 мм) с наклоном 45-60є. Рекомендуемая высота ограждения 1300 мм (по ОСТ3-12.002-80 опасная зона ограждается легкосъемными металлическими ограждениями высотой не менее 500 мм). При расчете размеров зоны ограждения следует учитывать систему координат робота, антропометрические данные, рабочую позу оператора и другие факторы в соответствии с «Межотраслевыми требованиями НОТ при проектировании» (М., НИИтруда, 1979). Вход в зону ограждения должен быть сблокирован с системой управления и обеспечивать остановку робота при попадании в нее человека. В технически обоснованных случаях допускается использовать входную дверь, оборудованную цифровым замком. На двери устанавливается знак «Вход воспрещен!» (ГОСТ 12.4.026-76*).

Пульт управления роботизированным участком, как правило, размещается за пределами зоны ограждения. При этом оператору должна быть обеспечена возможность обзора рабочего устройства робота и пространства за его пределами по ГОСТ 22269-76. Роботизированные технологические участки большой протяженности оснащаются дополнительными органами аварийного отключения, расположенными на расстояние не более 4 м друг от друга.

Для персонала, обслуживающего робот, необходимо разрабатывать инструкцию по эксплуатации (см. ГОСТ 12.2.072-82 и ОСТЗ-12.002-80), в которую рекомендуется включать следующие типовые разделы.

1. Общие положения. Указываются назначение и технические характеристики робота, особенности его привода, лица, которые допускаются к работе.

2. Обязанности обслуживающего персонала перед началом работы. В частности, указывается на то, что оператор должен проверить исправность сигнализации, блокировок и других защитных средств, а также наличие журнала эксплуатации; произвести пробный цикл работы на холостом ходу.

3. Обязанности персонала во время работы. В частности, указывается на то, что оператор при обнаружении неисправностей должен отключить робот аварийной кнопкой «Стоп», сделать запись в журнал и доложить руководителю об обнаруженных неисправностях.

4. Обязанности персонала после окончания работы. Необходимо обратить внимание на то, что оператор должен остановить робот кнопкой «Стоп» на пульте управления, переключить на ручной режим, сделать запись в журнале о техническом состоянии робота.

5. Требования безопасности и безопасные приемы и методы работы при проведении наладочных, ремонтных и профилактических работ. В частности, при выполнении работ в рабочем пространстве робота в месте включения питания вывешивается плакат с предупреждающей надписью «Не включать. В рабочем пространстве проводится работа», а скорость перемещения исполнительных устройств робота ограничивается 0,3 м/с.

6. Организация контроля за безопасной работой. Порядок контроля и ответственные лица.

Таблица 1. - Методы и результаты испытаний автоматической линии из специальных станков

Задача № 1.

Рассчитать коэффициенты частоты и тяжести несчастных случаев, а также показатель нетрудоспособности на предприятии, среднесписочный состав работающих на котором равен Р = 100 чел. За отчетный период произошло Н = 6 несчастных случаев с общим числом Д = 30 дней нетрудоспособности.

Какое практическое значение имеет расчет данных показателей травматизма на предприятии?

Решение:

Определяем коэффициент частоты К_ч:

К_ч = (1000*Н) / Р = (1000*6) / 100 = 60;

Определяем коэффициент тяжести К_т:

К_т = Д / Н = 30 / 6 = 5;

Определяем показатель нетрудоспособности К_н:

К_н = К_ч * К_т = 60 * 5 = 300.

Расчет данных показателей травматизма на предприятии служит для анализа производственного травматизма. Если за отчетный период он выше, чем за предыдущий, то необходимо сделать анализ и наметить мероприятия по его уменьшению. Для более полного анализа производственного травматизма необходимо рассчитывать базовый коэффициент, куда входит коэффициент технической безопасности и определяется соотношение количества машин и оборудования соответствующим нормам техники безопасности.

Задача № 2.

Определить, на каком производственном объединении работа по профилактике травматизма за последние 5 лет была организована лучше. В первом объединении среднесписочный состав в течение пятилетки был равен Р₁ = 150 человек, произошло Н₁ = 15 несчастных случаев с общим числом Д₁ = 100 дней нетрудоспособности, а для второго объединения эти показатели соответственно равны Р₂ = 150 человек, Н₂ = 25 несчастных случаев и Д₂ = 80 дней нетрудоспособности.

Оценку провести на основе сопоставления среднегодового значения показателей несчастных случаев за пятилетку.

Решение:

Определим количество несчастных случаев и дней нетрудоспособности в среднем за год на обоих объединениях:

Н₁ = 15 / 5 = 3; Д₁ = 100 / 5 = 20;

Н₂ = 25 / 5 = 5; Д₂ = 80 / 5 = 16;

Определим коэффициент частоты К_ч для каждого объединения:

К_ч = (1000*Н) / Р;

К_Ч1 = 1000 * 3 / 150 = 20; К_Ч2 = 1000 * 5 / 150 = 33,33;

Определим коэффициент тяжести К_т для каждого объединения:

К_т = Д / Н;

К_Т1 = 20 / 3 = 6,67; К_Т2 = 16 / 5 = 3,2;

Определим показатель нетрудоспособности К_н для каждого объединения:

К_н = К_ч * К_т

К_Н1 = 20 * 6,67 = 133,4; К_Н2 = 33,33 * 3,2 = 106,66;

Вывод: на втором производственном объединении работа по профилактике травматизма за последние 5 лет была организована лучше, так как показатель нетрудоспособности на втором производственном объединении меньше, чем на первом.

Задача № 3.

Рассчитать процент повышения производительности труда при снижении потерь рабочего времени за счет уменьшения общей и профессиональной заболеваемости на объекте, если снижение потерь рабочего времени на одного работающего за счет уменьшения общей и профессиональной заболеваемости составляет А = 40%, а количество явочных дней, потерянных по болезни, на одного работающего в год равно В = 17. Количество явочных дней в году равно С = 240.

Решение:

Принимаем за базовый фонд рабочего времени:

F_баз = С - В = 240 - 17 = 223 дня;

Тогда при снижении потерь рабочего времени вследствие уменьшения заболеваемости на 40% фонд рабочего времени составляет:

F_пл. = 240 - (17 * 40 / 100) = 233,2;

Рассчитываем процент увеличения производительности труда:

Р_пр.тр. = [(F_пл - F_баз) / F_баз ] * 100% = [(233,2 - 223) / 223] * 100 % = 4,57%

Вывод: рост производительности труда составляет 4,57%.

Литература

1. Безопасность производственных процессов: Справочник / С.В. Белов, В.Н. Бринза, Б.С. Векшин и др.; Под общ. ред. С.В. Белова - М.: Машиностроение, 1985. - 448 с., ил.

2. Краткий конспект лекций по курсу «Охрана труда в отрасли» для студентов экономических специальностей дневной и заочной формы обучения / Сост.: Г.И. Чижиков, Л.В. Дементий. - Харьков: 2007. - 78 с.