GB12977-1991平衡机防护罩和其他安全措施.pdf

中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B 1 2 9 7 7 一 9 1平衡机防护罩和其他安全措施B a l a n c i n g m a c h i n e s -E n c l o s u r e s a n d o t h e r s a f e t y m e a s u r e s本标准等效采用国际标准I S O 7 4 7 5 -1 9 8 4 平衡机防护罩及其他安全措施 。主题 内容与适用范围 本标准详细说明了平衡机在设计制造和使用时对防护罩和其他安全措施的要求， 不同等级防护的定义， 每个防护等级的应用界限， 并规定了相应的防护措施。 本标准适用于卧式、 立式、 专用平衡机的一般安全措施。 本标准不包括防护罩的其他特殊性能， 如降低噪声、 减少空气阻力、 抽真空等2 引用标准 G B 2 2 9 8 机械振动、 冲击名词术语 G B 6 4 4 4 平衡词汇3 可能发生的危险和预防措施3 . 1 万向节传动时脱开和损坏 预防措施： 在万向节的四周装一个防护罩。3 . 2 操作者被驱动皮带缠住 预防措施： 用皮带罩盖在马达和张紧轮上， 或用平衡机本身的防护罩。3 . 3 由于滚轮支承歪斜或风力而产生过大的轴向推力造成转子沿轴向脱离支承 预防措施： 皮带传动的平衡机可用轴向止动装置3 . 4 由 于初始不平衡量过大， 或在旋转时大块质量偏移或分离而引起转子脱离平衡机的支承 预防措施： 在使用轴瓦支承的情况下， 采用上瓦压紧措施； 在使用滚轮支承的情况下， 采用压紧装置。3 . 5 操作者与旋转转子上任何部分接触（ 如叶片或其他凸出的部件） 预防措施： 可采用警戒障碍防护栏杆、 防护屏或防护罩来防止。3 . 6 从转子飞出的焊碴、 螺栓、 键或校正质量 预防措施： 对于小转子配带防护镜或防护面罩， 对于较大的转子用防护罩防护。3 . 了 从旋转中的转子上飞出的部件， 如叶片 预防措施： 采用与 3 . 8 条类似的措施。3 . 8 高速平衡和超速试验时转子或主要部件损坏 预防 措施： 通常需要采用有如地坑类的防爆防护设施； 在某些条件下， 采取其他安全措施， 如撤离工作区域。4 安全设施4 . 1 本标准第3 . 5 至3 . 8 条采取的预防措施应由 用户根据其平衡的不同 类型的转子而定。国家技术监督局1 9 9 1 一 0 6 一 0 6 批准1 9 9 2 一 0 3 一 0 1 实施G s 1 2 9 7 7 一 914 . 2 本标准第 3 . 5 条采取的预防措施， 可以依据有关规定采用。4 . 3 在本标准第 3 . 6 条和 3 . 7 条所叙述的情况下， 飞出物的危害基本上由三个参数决定， 即飞出物的质量、 速度和冲击面积。4 . 3 . 1 当飞出物质量和速度较小时， 配带防 护镜或防护面罩。 注：防护镜或防护面罩的试验方法： 应能承受直径为2 2 m m质量4 4 g 的钢 球从 1 . 3 m高 处落下产生的冲击4 . 3 . 2 当飞出物的质量和速度平方的乘积一半（ m v 2 / 2 ) 超过0 . 5 6 le i m时， 就需要用防护罩。4 . 4 在本标准第3 . 8 条所叙述的情况下， 转子上飞出的碎片质量和速度一般都比较大， 需要采用防爆防护罩或其他安全设施。4 . 5 本标准图1 至图5 为几种类型的安全设施： 图1 用于批生产的卧式平衡机的典型转子防护罩； b 图2 用于批生产的立式平衡机的典型转子防 护罩； 图3 通用的可伸缩的整机防护罩； d 图4 具有防爆盖板的地坑； e 图5 具有防爆门的筒体。图 1图 2 r，11夕了尹 、 、，、 lC f III图 3图 4G B 1 2 9 7 7 一 9 1 图 55 防护等级的选择 用户应估算转子、 转子的平衡转速（ r / m i n ) 、 预定的平衡方法， 以确定合适的安全措施 表1 中给出了五种防护等级， 并给出了每一等级的适用界限。 表 1 防护等级等级 安全措施 危险程度评估 0 不 需 防 护 无 明 显 来自转 子 的 危 险 在转子方面不用防护或作出其他安排。 驱动零件 的安全防护要求按照有关方面的规定 A 只 用防 护镜或防护面 罩防 护 所用转 子最 大的 平衡转速不 致使转子发生重 大损 驱动零件的安全防护要求应按照有关方面的规 坏， 此时碎片烈度系数乘以最大碎片质量乘以碎 定， 工件 周围 不加防护 片速度 平方值的一半， 即： k m a $ / 2 镇0 . 5 6 N m B 栅 栏 防 护 或 用 防 护 镜 、 防 护 面 罩 防 护 所 用 转 子 最 大 的 平 衡 转 速 不 致 使 转 子 发 生 重 大 损 驱动零件的安全防护要求按照有关方面的规定，坏， 此时可能飞出来的转子的部件（ 或不平衡校正 用 栅栏或栏杆来防止与 旋转工件的有危险 表面接 质量） 的k m v $ / 2 值： 触 k m v z / 2 簇0 . 5 6 N m C 碎 片 防 护 所 用 转 子 最 大 的 平 衡 转 速 不 致 使 转 子 发 生 重 大 损 驱动零件的安全防护要求， 应按照有关方面的规坏， 此时可能飞出来的转子的部件的 k m v z / 2 值： 定， 碎片 保护罩壳安在可能产生碎片飞出的工件 k m v z / 2 0 . 5 6 N m 部 分或安在整个机器上， 以防止那些最小的碎片 以及有最大的穿透能力的碎片从转子上飞出来穿 透 D 防 爆 保 护 所 用 转 子 最 大 的 平 衡 转 速 不 能 排 除 转 子 发 生 重 大 驱动零件的安全防护要求按照有关方面规定， 防 损坏， 必须按照特定的转子参数和碎片的特性来 爆防护罩安装在工件或整机周围， 防 止整个转子 设计防护罩 被 破坏后， 转子主 要部分穿出 6 防护等级的技术要求6 . 1 0级防护 转子表面必须很光滑， 使与转子接触也不会发生危险； b 选用的校正的方法应使转子上不会飞出碎片， 通常用去重的方法；G B 1 2 9 7 7 一 91 c 转子在选用的最大平衡转速上， 不会发生重大损坏； d 转子通过3 . 4 条所提到的措施不会从平衡机的支承上跳出， 或者转子在最高平衡速度下的转动能量小得即使转子跳离轴承也没有危险6 . 2 A级防护 对于很小的转子由于从转子上的飞出物产生的冲击能量很小， 配带防 护镜和防护面罩已足以保护操作者的安全， 不需要转子防护罩， 但必须保证最大碎片的冲击能量在k m v / 2 0 . 5 6 N m的规定之内。6 3 B级防护 转子上飞出的任何部件或不平衡校正质量都不会大于A级防护所规定的界限。为满足这个要求，通常用去重的方法。 要防止操作者不慎与转子接触， 栅栏式防护、 防护杆、 金属丝网式防护罩一般已足以防止危险的发生。 还可以采用驱动部分联锁的防护装置， 如果防护装置不关闭， 转子就不能转动当接触的危险性特别大时（ 例如平衡中型或大型带叶片的转子） ， 需要采用转子降速到零附近才能打开防护装置的安全联锁系统 有时仅转子的一部分需要防护， 其他部分属于O级防护， 在这种情况下， 仅防止接触转子的危险表面就可以了。 如果操作者在防护栅栏里面工作， 必须采取相应的安全措施， 确保操作者的人身安全。6 . 4 C级防护 应把可能有碎片飞出的转子部分完全封闭起来。 当平衡机和转子进入封闭的防护罩， 其入口 也保护起来； 或者操作人员撤离危险地区， 也能满足此级防护的要求。 防护罩应该能防止最坏的情况， 要有较高的防穿透能力防护罩受到冲击后， 在它的全部或部分修理或更换之前， 可能不能再使用。 若转子的防护罩是局部的（ 例如轴向是开口的） ， 应该考虑到碎片弹跳出来的可能性， 如果用的是金属网状的防护罩， 应考虑到小的碎片不会从孔中穿透出来。 在选择防护碎片的防护罩时， 既要考虑从转子上飞出的碎片的特性， 又要考虑到各种类型防护罩的防护能力。 用户应当根据转子、 平衡转速和所用不平衡校正方法来预测平衡时可能从转子飞出的碎片特性， 计算最坏情况下每个碎片的穿透能力， 选择能抵挡具有最大穿透能量碎片冲击的防护罩6 . 5 D级防护 该级防护用于不明显属于O , A , B 级防护的所有转子， 即用于不能排除转子重大损坏的场合。 当转子发生重大损坏， 大约有整个质量三分之一的碎片冲击防护罩， 该防护罩应能容纳飞出的碎片。 在设计防爆防护罩时要考虑被平衡转子的所有有关参数、 制造和装卸过程的具体要求。 由于高速度的转子碎片穿透能力大， 不能用C级防护罩抗透能力的冲击能量计算公式。它们的穿透势能应根据装甲穿透或类似技术进行计算。7 通用平衡机C级防护的选择7 . 1 当用户不能预测在平衡机平衡转子尺寸和类型及是否可能有碎片飞出时， 可按下述准则来选择合适的防护罩参数承受能力。 通用平衡机主要用于低速平衡， 典型转子的圆周速度一般为1 0 -3 0 m / s ,7 . 2 碎片的尺寸 对于一般类型的转子， 可以假定转子的最大初始不平衡量， 由此其可能飞出的最大校正质量将不超G B 1 2 9 7 7 一 9 1过 ： m i 二7 . 5 蔽 （ 1 )式中： m l 校正质量， 9 ； 二 转子质量， k g e7 . 3 碎片的形状和材料 碎片的形状假定相当于图6 安全防护罩抗穿透能力试验用标准弹头所示， 也假定它的尖部首先向防护罩壁冲击。L 二 3 刀 图 6 标准碎片的材料是钢的， 硬度为4 0 - 5 0 H R C ， 当它冲击防护罩时， 碎片本身不会产生明显的变形。7 . 4 碎片的穿透动能 碎片的穿透动能用式（ 2 ) 表示： k m v 2 / 2 （ 2）式中： 。 碎片的质量， k g ; 。 切向速度， m / s ， 即平衡转速（ r / m in ) 乘以碎片飞出处的半径（ m ） 再乘以2 a / 6 0 ; k 烈度系数， 用户必须估算， 它取决于碎片的材料、 硬度、 形状和冲击面积。了 5 碎片烈度系数的选择7 . 5 . 1 低烈度系数k =0 . 3 , 球 形的 淬火 钢或 任 何形 状的 软 材料， 如 软 铝、 软 铜二 焊 料或 塑料 等 碎片 选用 低烈 度系 数。7 . 5 . 2 标准烈度系数k =1 , 由 硬度为4 0 - 5 0 H R C的钢制成的碎片， 相当于图6 所示的安全防护罩抗穿透能力试验用标准弹头， 选用标准烈度系数典型的标准碎片是螺栓、 螺母和垫片7 . 5 . 3 高烈度系数k =1 0 , 具有尖角的碎片在与防护罩接触点上产生大的局部力时， 选用高烈度系数。 注： 精确地估算 k 值有时是比较困难的， 此时建议用实验确定7 . 6 防护罩抗穿透能力P R R7 . 6 . 1 对于典型碎片的质量、 速度约为。 =2 0 m/ s ， 若烈度系数k =1 ， 可从表2 中查出P R R值。7 . 6 . 2 如果碎片的质量、 速度和k 的值不同于表2 中列出的值， 可用公式（( 3 ） 来计算P R R 值（ 条件： 碎片速度。 在1 0 .3 0 m / s 范围内） ： P R R二 k m v 2 / 2 （ 3）式中：P R R 防护罩的抗穿透能力， IC I m; k 烈度系数（ 可从7 . 5 条件中选用） ； 二 碎片最大估计质量， k g ;G B 1 2 9 7 7 一 9 17 . 6 . 3 。 碎片的 速度， m / s ,由碎片质量和速度所需的防护等级计算举例：当 二 二0 . 0 2 k gvX =2 0 m / sk = 1 0代入计算公式（( 3 ) 得：P R R 1 0 X 0 . 0 2 X ( 2 0 ) - / 2 4 0N m从图7 由 碎片质量和速度确定所需的防护等级中可得出当P R R 为4 0 时需要防护罩的等级是C 6 0 , 注： 高烈度系数k =1 0 的质量 0 . 0 2 k g 的碎片， 相当于 0 . 2 k g 的标准碎片 对特殊形状的碎片， 或速度在 1 0 - x 3 0 m / s 范围外的碎片， 需要通过试验求出所需的防护罩抗穿透能力。 对 速度可变的平衡机， 其最高平衡转速（ r / m in ） 由 式（( 4 ） 限定： ： 。 ( 6 0 。 二） / ( 2 n R .)” 二 在1 0 - 3 0 m / s 的范围内；月 碎片飞出时的最大半径， m, （4）6002001006020106 日之叫鱿气只搜组恢编拼马鑫 马连翻00 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 5 0 .1 0 . 2 0 . 3 0 . 5标准碎片的最大沾计 质量乘以 k 图 7防护罩的检验试验 首先确定防护罩的防护等级， 通过表 2 用相应的标准弹头冲击（ 弹头垂直于试件表面） 被试验的中1式：7 77口防护罩最薄弱的地方。7 . 7 . 2相似 。7 . 7 . 3试验板的长和宽应等于标准弹头直径的1 0 倍， 而且这个试验板的支撑条件应与实际防护罩的如果安全防护罩抗穿透能力试验用标准弹头以2 0 m / s 的速度不能完全穿透防护罩壁的外侧表面， 则这个防护罩即可被认为是合适的。7 . 7 . 4 若试验时碎片的速度不是2 0 m / s ， 可用公式（( 3 ） 计算P R R 值。但速度必须在1 0 - 3 0 m / s 之间。G B 1 2 9 7 7 一 91表 2 用于通用平衡机的C级防护的防护罩参数防护等级速度 标准弹头的参数( K =1 ) 防护罩 平衡机的最 C1 ) 秒 尸R丑， ） 大 平 衡 能 力 m/ s 质量 直径长度 弹尖直径比 能 爪和 二