Основи охорони праці - Березуцький В.В. - 4.2. Вимоги безпеки до конструкцій та експлуатації підйомно-транспортного устаткування

У виробництві широко використовується підйомно-транспортне устаткування, відповідно, існує велика кількість видів та типів машин для його реалізації. У цілому такі машини можна розділити ва дві групи: транспортуючі й вантажопідйомні.

Транспортуючі машини призначені для переміщення масових вантажів безупинним способом. До них належать засоби горизонтального транспортування: стрічкові та ланцюгові конвеєри (транспортери), гвинтові конвеєри (шнеки), пневматичні транспортні пристрої для переміщення, головним чином, пилоподібних матеріалів. На нафтопереробних і будівельних підприємствах, крім того, широко застосовується трубопровідний транспорт. Горизонтальне переміщення матеріалів можливе також засобами періодично діючого транспорту за допомогою підвісних доріг, рейковим і безрейковим транспортом (залізничними цистернами, вагонетками, автомашинами, автокарами тощо). Однак порівняно з безупинно діючим транспортом ці способи переміщення вантажів потребують значного ручного обслуговування, є більш небезпечними і менш гігієнічними.

Вантажопідйомними машинами (відповідно до визначення, прийнятого Держнаглядохоронпраці) є підйомні пристрої циклічної дії зі зворотно-поступальним рухом вантажозахоплювального органа в просторі. У цілому їх можна розділити на підйомники і крани.

Підйомники піднімають вантаж по визначеній траєкторії, заданій жорсткими напрямними. До підйомників належать домкрати, ліфти (вантажні та для піднімання людей).

Краном, за термінологією Держнаглядохоронпраці, називається вантажопідйомна машина, призначена для підйому і переміщення вантажу, підвішеного за допомогою гака чи іншим вантажозахоплювальним органом.

Будова й експлуатація вантажопідйомних машин регламентуються "Правилами будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів", затвердженими Держнадохоронпраці 16.12.1993 р., та "Правилами будови і безпечної експлуатації ліфтів", затвердженими Держнаглядохоронпраці.

Прикладом засобів горизонтального транспорту є стрічкові і ланцюгові конвеєри, що широко застосовуються в промисловості. Аналіз травматизму показує, що 90% нещасних випадків на цих конвеєрах відбувається внаслідок захоплення частин тіла чи одягу частинами устаткування, що рухаються або набігають, у момент усунення на ходу неполадок конвеєра. Тому на працюючому конвеєрі забороняється виправляти зсув (стік) стрічки й усувати її пробуксовку, забирати матеріал, що просипався, підмітати під конвеєром, знімати налиплі матеріали.

Важливим є вміння правильно застосувати пристрої, що виключають чи зменшують необхідність ручної праці, зокрема використання шкребків і щіток для механічного очищення стрічок від матеріалів, що налипають.

Привідний і натяжний барабани відгороджують; встановлюють на них два кінцеві вимикачі, що зупиняють систему при перевантаженні тягових органів чи при обриві стрічки. На муфті, що з'єднує електродвигун приводу з приводним барабаном, улаштовують запобіжний палець, що працює на зріз при підвищенні тягового зусилля на 25% порівняно з нормальним.

До засобів горизонтального безупинного транспорту належать гвинтові конвеєри (шнеки). їх використовують для транспортування на відносно невеликі відстані гарячих, тих що утворюють пил, або тих, що виділяють шкідливі випари, вантажів, оскільки конструкція цих конвеєрів може забезпечити достатню герметичність. Жолоби і кришки шнека герметизують прокладками або за допомогою водяних затворів. Не допускається робота шнека зі знятою кришкою, забороняється під час роботи шнека проштовхувати вручну застряглий у жолобі матеріал.

До засобів безупинного транспорту без гнучких тягових органів належать пневматичні транспортні пристрої. Агентом, що транспортується, є димові гази, нафтові пари, водяна пара, повітря. Дефекти такого способу транспортування - підвищене зношування устаткування від ерозії, при цьому навіть невеликі нещільності можуть швидко призвести до значних викидів пилу і газу. Це викликає необхідність систематичного безупинного нагляду за цілісністю усіх вузлів пневмотранспорту.

Як періодично діючий транспорт застосовують автомашини і підйомно-транспортні пристрої: вагонетки, електрокари, що приводяться в дію електродвигунами постійного струму від акумуляторів, автокари з бензиновим двигуном; самохідні електро- і бензонавантажувачі для штабелювання штучних вантажів та інші види транспорту. Застосування транспортних засобів з електродвигунами обмежується умовами вибухонебезпечності, а транспорту з бензомоторами - виділенням шкідливих відпрацьованих газів, що є неприпустимим у закритих приміщеннях. На території підприємства визначають оптимальні шляхи пересування кожного виду транспорту, які б забезпечували мінімальну кількість перетинів вантажних і людських потоків; місця перетину показують попереджувальними знаками; проїзди в приміщеннях позначають білими лініями на підлозі. Безпечний рух транспортних засобів і пішоходів на підприємствах регламентується спеціальними інструкціями.

Вантажопідіймальні крани і ліфти належать до устаткування підвищеної небезпеки, у зв'язку з чим встановлено особливий державний нагляд за їх експлуатацією, здійснюваний органами Держнаглядохоронпраці. Встановлення державного нагляду не знімає відповідальності з керівництва та інженерно-технічних працівників виробництва за проведення зі свого боку оперативного контролю за роботою подібного устаткування. Для цього керівництво підприємства призначає інженерно-технічних працівників, що здійснюють нагляд за безпечною експлуатацією кранів і відповідають за утримання вантажопідйомних машин у справному стані.

До керування та обслуговування вантажопідйомних машин допускаються особи не молодше 18 років, що пройшли медичний огляд, навчені за відповідною програмою й атестовані кваліфікаційною комісією, в якій беруть участь представники органів Держнаглядохоронпраці. Періодично (не рідше одного разу на рік) перевіряються знання правил будови і небезпечності експлуатації вантажопідіймальних кранів.

Вантажопідйомні машини виготовляються на спеціалізованих підприємствах, що мають відповідний дозвіл органів Держнанаглядохоронпраці на випуск такого устаткування. Цим визначаються умови, необхідні для якісного виготовлення металоконструкцій і виконання зварювальних робіт відповідно до вимог правил щодо кранів.

При проектуванні та виготовленні вантажопідйомних машин передбачається:

• огородження приводних і передавальних механізмів;

• наявність пристроїв, що попереджають випадкове включення частин, що рухаються;

• відповідність електроустаткування вимогам ПУЕ, ПТЕ і ПТБ; наявність заземлення; автоматичний розрив кола при припиненні подачі електроенергії, що є необхідним для попередження спонтанного включення машини при поновленні подачі струму;

• обладнання вантажопідйомних механізмів приладами і пристроями безпеки.

До приладів і пристроїв безпеки належать кінцеві вимикачі, що виключають електродвигун при підході гака, грейфера чи іншого вантажозахоплювального пристрою, а також кранової стріли до одного з крайніх положень. Кінцеві вимикачі також автоматично зупиняють механізми пересування кранів і їх вантажні візки перед підходом до упорів, що розташовані в кінцях рейкового шляху. На рис. 4.1 показано кінцевий вимикач для вантажного візка баштового крана.

При підході крана до кінця підкранової колії важіль 2 насувається на упор 1, електричне коло управління електродвигуном розривається, і візок зупиняється.

Обмежники вантажопідйомності автоматично відключають механізм підйому вантажу, маса якого перевищує граничне значення більше ніж на 10%.

У стрілових кранах зі змінною вантажопідйомністю, що залежить від вильоту стріли, застосовують обмежники вантажного моменту, які враховують не тільки вагу вантажу, що піднімається, а й довжину вильоту стріли.

Існує багато типів обмежників вантажопідйомності, на рис. 4.2 наведена схема одного з найпростіших. При збільшенні навантаження понад норму трос, витягаючи й долаючи визначений опір пружини 4, рухає шток 5, що діє на важіль вимикача 9.

Показники вантажопідйомності застосовуються на стрілових кранах, вантажопідйомність яких змінюється при різних вильотах стріли.

На рис. 4.3 зображено показник допустимої вантажопідйомності, де стрілка-покажчик 2 показує, який вантаж можна піднімати при цьому вильоті стріли.

Вантажозахоплювальні пристрої (гаки, електромагнітні шайби, грейфери, підхвати і захоплювачі, рис. 4.4) є особливо відповідальними деталями крана і виготовляються під форму переміщуваних вантажів. Періодичний контроль за станом їх робочих поверхонь (спрацювання, відсутність тріщин і дефектів) забезпечує безпеку при експлуатації транспортних пристроїв.

Автоматичні сигналізатори небезпечної напруги включають сигнал оповіщення про небезпечне наближення стріли самохідного крана до проводів, що знаходяться під напругою лінії електропередачі. Принцип дії прилада ґрунтується на вловлюванні електромагнітної енергії, випромінюваною лінією електропередачі, за допомогою портативного антенного пристрою, встановленого на оголовку стріли. Світлова сигнальна лампочка обладнується в кабіні кранівника, сирена або дзвоник - поза кабіною для привертання уваги такелажників.

Протиугінні пристрої призначаються для утримання крана, що працює на відкритому повітрі, від спонтанного переміщення рейковим шляхом під дією вітру, який за силою переважає гранично допустимий рівень. Основним елементом протиугінних пристроїв є рейкові захоплювачі (рельсозатискні кліщі), за допомогою яких кран вручну або автоматично закріплюється на рейках.

Застосовуються й інші пристрої безпеки: блокування люка і дверей кабіни в мостових кранах; обмежники повороту на баштових кранах; вимірники крену на самохідних кранах; обмежники перекосу на мостових кранах тощо.

З великої кількості вузлів і механізмів підіймальних кранів дуже важливими з точки зору безпеки є гальма і тягові гнучкі органи.

Гальма за призначенням поділяються на стопорні, які застосовуються тільки для зупинки механізму й утримання вантажу в піднятому стані, та спускні, що використовуються для регулювання швидкості опускання вантажу і поступового уповільнення дії механізму з наступною остаточною його зупинкою. До гальм висуваються наступні основні вимоги безпеки: достатній гальмовий момент для заданих умов роботи; швидке замикання і розмикання, висока конструктивна міцність елементів гальма, обмеження нагрівання і зносу поверхонь тертя, зручність огляду й регулювання, стійкість регулювання, що забезпечує надійність роботи гальмового пристрою. Справність гальм перевіряється щозмінно перед початком роботи.

Як гнучкі тягові органи застосовують сталеві канати, а також пластинчасті ланцюги. Прядив'яні й бавовняні канати використовуються тільки для виготовлення стропів. Кожен використовуваний канат повинен мати сертифікат заводу-виготовлювача канатів про його випробування. Міцність каната визначається розрахунком на розтяг, а довговічність забезпечується дотриманням визначеного відношення діаметра чи барабана блока, що обгинається канатом, до діаметра каната.

Розраховується канат на міцність за формулою:

де F0 - розривне зусилля каната в цілому, обумовлене сертифікатом, Н (кгс); S - найбільша натягненість вітки каната, зазначена в паспорті крана, Н (кгс); Zp - мінімально допустимий коефіцієнт використання канату.

Так, для промислових кранів залежно від умов роботи каната Zр = 3,0-6,0; для вантажних ліфтів без провідника, відповідно, Zр = 8-13; для вантажних ліфтів з провідником та пасажирських ліфтів Zр = 9-15.

Допустимий діаметр блока, що обгинається сталевим канатом, розраховується за формулою:

де D - діаметр блока, вимірюваний за середньою лінією навитого каната, мм; d - діаметр каната, мм; е - коефіцієнт, що залежить від типу вантажопідйомної машини і режиму її роботи й визначається правилами. Для промислових кранів його значення коливається в межах 16-35.

З метою зменшення зношення й ушкодження канатів їх покривають захисним мастилом. Ступінь зношення канатів і необхідність його заміни визначаються за наявними обривами дротів (згідно з правилами).

Проектування, виготовлення, установка, експлуатація й огляд вантажних і пасажирських ліфтів визначаються правилами. Двері кабіни в пасажирських ліфтах улаштовуються так, що пуск ліфта можливий тільки при закритих дверях, а якщо вони випадково відкриються, то ліфт зупиняється.

Іншими запобіжними пристроями ліфтів є взаємозалежні вловлювачі та обмежники швидкості (противаги), що запобігають падінню кабіни у випадку обриву тримальних канатів, а також зупиняють її при перевищенні швидкості; упори й буфери, призначені для поглинання кінетичної енергії кабіни, що рухається вниз, або противаги; кінцеві вимикачі.

Характерною рисою підйомно-транспортних робіт є те, що робоча зона при виконанні цих робіт становить професійну небезпеку не тільки для. обслуговуючого персоналу. Характерним прикладом цього є робоча зона вантажопідйомних пристроїв і транспортного устаткування, оскільки виконувати роботу за допомогою цих машин можна тільки, перебуваючи всередині меж їх дії. Небезпека, на яку в цих умовах наражаються працівники, пов'язана в цілому з ненавмисним контактом з частинами устаткування, що рухаються, і можливим ударом від падаючих предметів при обриві вантажу, що підіймається, а також з висипанням частини вантажу чи падінням самого устаткування. Це стосується не тільки стаціонарного і пересувного устаткування, а й самохідного, у тому числі того, що рухається з великою швидкістю. При взаємодії з останнім до можливих небезпечних моментів можна включити наїзд та удар при зіткненні. Оскільки перераховані небезпечні ситуації пов'язані з зовнішньою зоною дії устаткування і машин, то і небезпечна зона стає рухомою, залежною від виконання конкретної технологічної операції. Тому для забезпечення безпеки робіт необхідно визначити небезпечну зону й установити принципи її виникнення для характерних випадків маніпулювання.

Основним принципом визначення небезпечної зони є досяжність рухливих або виступаючих частин машин та устаткування в нормальному режимі роботи й у випадку їх падіння або руйнування, а також у разі падіння при піднімання чи перенесення (перевезення) вантажів.

На рис. 4.5 наведено приклад визначення небезпечної зони для вантажопідйомного механізму.

Досяжність падаючої деталі залежатиме від висоти підйому Н, причому відхилення від проекції вантажу на горизонтальну площину rх є однаковим за довжиною й імовірністю у кожну з чотирьох сторін (крім випадків різкого прискорення при перенесенні вантажу). У плані зона досяжності найчастіше є колом, але при необхідності обмеження розмірів небезпечної зони вона може відрізнятися від кола, оскільки зона досяжності буде або збільшуватися, або зменшуватися залежно від прийнятої на цій ділянці перенесення вантажу висоти його піднімання. Відстань можливого відльоту вантажу для визначення межі небезпечної зони можна підрахувати, використовуючи залежність від висоти його піднімання. Найпростіше рішення полягає в тому, що звичайно rх приймають рівним одній третині Н (СНиП дають обмеження не більше 10 м), тобто rx - 0,3 H.

Тоді радіус небезпечної зони може бути підрахований за такою формулою:

де rс - виліт стріли крана чи гака на стрілі крана (відраховується від осі повороту башти), причому r може дорівнювати нулю при роботі з балкою або таллю; lr - найбільший розмір вантажу по горизонтальній складовій (при підніманні довгомірних предметів по вертикалі їх відліт пов'язаний з падінням на всю довжину); H - максимальна висота піднімання вантажу.

Кожна виготовлена заводом-виготовлювачем вантажопідйомна машина має бути прийнята відділом технічного контролю та забезпечена паспортом, інструкцією з монтажу й експлуатації та іншою технічною документацією, передбаченою ДСТ чи ТУ. До пуску в роботу вантажопідйомна машина підлягає реєстрації в органах Держнаглядохоронпраці, що видають дозвіл на введення її в експлуатацію.

Усі встановлювані вантажопідйомні машини, а також знімні вантажозахоплювальні пристрої до пуску в роботу підлягають технічному огляду. Первинний огляд проводиться відділом технічного контролю підприємства-виготовлювача перед відправленням кранів споживачеві. Вантажопідйомні машини, що перебувають в експлуатації, підлягають періодичному частковому огляду через кожні 12 місяців, а повному - через 3 роки. Машини, що рідко використовуються (наприклад, крани, які обслуговують виробничі приміщення тільки при ремонті), підлягають повному технічному огляду через 5 років.

При повному технічному огляді вантажопідйомна машина підлягає огляду, статичним і динамічним випробуванням; при частковому технічному огляді - тільки огляду.

При огляді встановлюється надійність кожного вузла та елемента машини; ступінь спрацювання канатів, ланцюгів, гаків, зубчатих і черв'ячних передач, гальм, апаратів управління й інших пристроїв; працездатність приладів і пристроїв безпеки; кріплення канатів, наявність і справність заземлення та електричних блоків, стан огорож, поручнів, сходів та ін. Стан механізмів визначається їх оглядом без розбирання і випробуванням у роботі.

Статичне випробування вантажопідйомної машини має на меті перевірку її міцності та міцності окремих елементів, а у стрілових кранів також перевірку вантажної стійкості й виконується навантаженням, що на 25% перевищує номінальну вантажопідйомність (рис. 4.6).

Гак з вантажем піднімають на висоту 200-300 мм і в такому положенні утримують протягом 10 хв. Потім вантаж опускають і встановлюють відсутність залишкових деформацій, що свідчить про нормальну роботу металевих конструкцій крана. При наявності залишкових деформацій кран до експлуатації не допускається до з'ясування причин деформації та можливості подальшої його роботи.

Випробування стрілових кранів проводять при максимальному і мінімальному вильоті стріли в положенні, що відповідає найменшій стійкості крана, при цьому вантаж піднімається на висоту 100-200 мм. Кран вважається таким, що витримав випробування, якщо протягом 10 хв піднятий вантаж не опустився на землю, а також не виявлено тріщин, деформації та інших пошкоджень.

Вантажопідйомна машина, що витримала статичне випробування, піддається динамічному випробуванню з метою перевірки дії механізмів, гальм, пристроїв безпеки. При динамічному випробуванні вантаж має перевищувати номінальний на 10% (у деяких випадках допускається випробування вантажем, маса якого дорівнює вантажопідйомності крана). Випробування полягає в повторному підйомі та опусканні вантажу, а також у перевірці дії всіх механізмів при їх відокремленому русі.

Дозвіл на подальшу експлуатацію машини дається після одержання позитивних результатів огляду та обох випробувань.

При експлуатації вантажопідйомних машин забороняється: піднімати вантажі, маса яких перевищує допустиму вантажопідйомність; піднімати одночасно вантаж і людей; піднімати вантажі, Що перебувають у хиткому положенні; відривати вантажі примерзлі, завалені ґрунтом, закладені іншими вантажами; підтягувати вантажі при косому натязі піднімальних канатів; відтягати вантажі при підйомі; виводити з ладу гальма і пристрої безпеки.

При тривалих зупинках крана має бути відключене його електроживлення. При закінченні роботи кранівник зобов'язаний замикати двері кабіни.