GB 12977-1991 平衡机防护罩和其他安全措施

中华人民共和国国家标准

GB12977一91

平衡机防护罩和其他安全措施

Balancingmachines-Enclosuresandothersafetymeasures

本标准等效采用国际标准ISO7475-1984《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

GB2298机械振动、冲击名词术语

GB6444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1991一06一06批准1992一03一01实施

Gs12977一91

4.2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22mm质量44g的钢球从1.3m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（mv2/2)超过0.56lei"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

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、、

、，、

lC

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I．

II

图3图4

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图5

5防护等级的选择

用户应估算转子、转子的平衡转速（r/min)、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：│

│││kma$/2镇0.56N．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kmv$/2值：│

││触│kmvz/2簇0.56N·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kmvz/2值：│

││定，碎片保护罩壳安在可能产生碎片飞出的工件│kmvz/2＞0.56N·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

6.10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；

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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．

6.2A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kmv'/2<0.56N"m的规定之

内。

6．3B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。

6.4C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．

6.5D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10-30m/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

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过：

mi二7.5蔽························．．···．．··．．．．．．⋯⋯（1)

式中：ml—校正质量，9；

二—转子质量，kge

7.3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40^-50HRC，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：

kmv2/2··········································⋯⋯（2）

式中：。—碎片的质量，kg;

。—切向速度，m/s，即平衡转速（r/min)乘以碎片飞出处的半径（m）再乘以2a/60;

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40^-50HRC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=10,

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PRR

7.6.1对于典型碎片的质量、速度约为。=20m/s，若烈度系数k=1，可从表2中查出PRR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PRR值（条件：碎片

速度。在10.30m/s范围内）：

PRR二kmv2/2····························．·······⋯⋯（3）

式中：PRR—防护罩的抗穿透能力，ICI·m;

k—烈度系数（可从7.5条件中选用）；

二—碎片最大估计质量，kg;

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7.6.3

。—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＝0.02kg

vX=20m/s

k=10

代入计算公式（(3)得：

PRR＝10X0.02X(20)--/2＝40N·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PRR为40时需要防护罩的等级是C60,

注：①高烈度系数k=10的质量0.02kg的碎片，相当于0.2kg的标准碎片．

②对特殊形状的碎片，或速度在10-x30m/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。

③对速度可变的平衡机，其最高平衡转速（r/min）由式（(4）限定：

：。＝(60。二）/(2nR.)

”二—在10^-30m/s的范围内；

月～—碎片飞出时的最大半径，m,

·································⋯⋯（4）

600200100602010．6．．

日·之．叫鱿气只搜组恢编拼马鑫

马连翻0

0.020.030.050.

10.20.30.5

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

7‘7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10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20m/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20m/s，可用公式（(3）计算PRR值。但速度必须在10^-30m/s之间。

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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│D│L│己│R/id/4s)│││

│││kg│mm│nlm│n，m