中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司 劉陽

關(guān)鍵字：掀蓋；設(shè)備；汽缸；插銷；互鎖；安全隱患

1 引言

在工業(yè)企業(yè)中存在大量的槽罐類設(shè)備，這類設(shè)備往往都帶有一個(gè)蓋子，我們稱之為掀蓋類設(shè)備。常見的掀蓋類設(shè)備，其掀起和關(guān)合蓋子這兩個(gè)動(dòng)作，基本是由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的汽缸操控的。由于廠房內(nèi)的壓縮空氣管路系統(tǒng)接頭多、損耗多，容易出現(xiàn)氣壓不穩(wěn)、氣壓不足、突然掉壓等現(xiàn)象，有可能導(dǎo)致負(fù)責(zé)掀起蓋子的汽缸出現(xiàn)動(dòng)力缺失的現(xiàn)象。氣缸一旦出現(xiàn)動(dòng)力缺失的情況，負(fù)責(zé)掀蓋、關(guān)蓋的氣缸便會(huì)自行收縮，設(shè)備的蓋子便會(huì)自行掉落，從而出現(xiàn)砸到下方操作工的安全事故。在現(xiàn)有的壓縮空氣系統(tǒng)不升級改造的前提下，通過在設(shè)備上加裝汽缸“插銷”裝置對其進(jìn)行機(jī)械鎖死，同時(shí)，“插銷”的控制部分與設(shè)備原掀蓋控制系統(tǒng)進(jìn)行電氣互鎖，以保證即使壓縮空氣漏氣或者突然掉壓，設(shè)備蓋子也不會(huì)自行掉落。

2 改造前情況

我公司有一條丙烯酸酯浸滲生產(chǎn)線，共由6 臺罐子式的掀蓋類設(shè)備組成。在此次改造之前，設(shè)備的蓋子均利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的汽缸來完成蓋子的掀起和落下動(dòng)作。曾經(jīng)在某一時(shí)間，在生產(chǎn)作業(yè)過程中，操作工將設(shè)備蓋子掀起后便俯身在下方進(jìn)出零件，此時(shí)罐體的蓋子突然自行下落，當(dāng)時(shí)自行下落的蓋子險(xiǎn)些砸到正在下方的操作工人，情況非常緊急，好在操作工及時(shí)察覺到了危險(xiǎn)的來臨立即躲開才得以避免了事故的發(fā)生。針對這一情況，我們認(rèn)為此處存在著嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故隱患，需立即對其進(jìn)行整改，消除這一安全隱患。

3 原因分析

我們經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和分析后發(fā)現(xiàn)，造成設(shè)備的蓋子自行下落的原因可以從兩個(gè)大的方面來分析。

設(shè)備外部原因：現(xiàn)有的設(shè)備所在的廠房，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)長期存在這樣一個(gè)現(xiàn)象:當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)緊張或者設(shè)備同時(shí)用氣的時(shí)候，該廠房內(nèi)的壓縮空氣就會(huì)出現(xiàn)氣壓不足、氣壓不穩(wěn)、突然掉壓等異常現(xiàn)象，而設(shè)備上掀蓋氣缸的動(dòng)力本來就來自廠房的壓縮空氣系統(tǒng)，因此，當(dāng)負(fù)責(zé)提供動(dòng)力的壓縮空氣系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致掀蓋氣缸動(dòng)作的異常（自行收縮），進(jìn)而導(dǎo)致蓋子自行掉落現(xiàn)象的發(fā)生。

設(shè)備自身原因：目前現(xiàn)有的設(shè)備，是以壓縮空氣作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，利用掀蓋汽缸的伸和縮來完成掀起蓋子和關(guān)合蓋子等動(dòng)作。經(jīng)過實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備的制造商并未考慮在廠房壓縮空氣氣壓不足、氣壓不穩(wěn)或者氣壓波動(dòng)等情況下可能導(dǎo)致的掀蓋氣缸誤動(dòng)作砸到下方操作工的安全隱患。同時(shí)，設(shè)備自身本體也缺少在特殊情況下的緊急保護(hù)裝置和措施。

4 設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)工作進(jìn)行之初，共有兩種設(shè)計(jì)思路。一種是從引起設(shè)備蓋子自行掉落的外部原因（即廠房的壓縮空氣系統(tǒng)）入手，第二種是從設(shè)備自身的原因入手。

第一種設(shè)計(jì)思路,從設(shè)備外部即廠房的壓縮空氣系統(tǒng)入手,要想解決設(shè)備的蓋子自行往下掉落的問題,就需要對廠房的壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行升級改造,來提高廠房的壓縮空氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。由于此項(xiàng)升級改造工作的改造成本費(fèi)用較高（需要數(shù)十萬元），并且改造周期較長，會(huì)給公司日常生產(chǎn)帶來較大影響，綜合周期和費(fèi)用等因素后，決定將這一設(shè)計(jì)思路暫時(shí)放棄。

第二種設(shè)計(jì)思路，從設(shè)備本身入手。在不改造現(xiàn)有的廠房壓縮空氣系統(tǒng)的情況下，要想解決設(shè)備的蓋子自行往下掉落的問題，就只有把焦點(diǎn)聚焦在設(shè)備本體上，對設(shè)備本體進(jìn)行一定程度的改造，為其加裝上一種安全防護(hù)裝置，在設(shè)備掀起蓋子的情況下，能夠?qū)⒃O(shè)備的蓋子鎖死。通過對設(shè)備本體的研究，發(fā)現(xiàn)要想保證蓋子不會(huì)因?yàn)閴嚎s空氣掉壓而自行掉落，需要在設(shè)備上加裝一套機(jī)械鎖死裝置來充當(dāng)“保險(xiǎn)”的作用。進(jìn)一步聯(lián)想到可以在設(shè)備上加裝一套“插銷”，當(dāng)蓋子掀起到位后，插銷伸出將蓋子鎖死，這樣即使出現(xiàn)壓縮空氣氣壓不穩(wěn)的情況，因?yàn)樯w子處于被“插銷”鎖死的狀態(tài)，因此蓋子也不會(huì)自行向下掉落。同時(shí)，為了縮短施工周期盡量減小對公司生產(chǎn)造成的影響并且降低成本，本方案同樣采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的汽缸。

最終，經(jīng)過對比分析和綜合考慮，我們決定選擇成本費(fèi)用較低、改造周期較短的第二種設(shè)計(jì)思路，并按照第二種設(shè)計(jì)思路來進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)方案的設(shè)計(jì)。

5 改進(jìn)方案

此次改進(jìn)活動(dòng)的技術(shù)方案，共由機(jī)械部分和電氣控制部分組成。

機(jī)械部分，在原有的丙烯酸酯浸滲線設(shè)備本體上，選取恰當(dāng)?shù)奈恢茫诓挥绊懺O(shè)備蓋子正常掀起和關(guān)合的前提下，為其加裝一組用于充當(dāng)“插銷”作用的新氣缸。為了保證“插銷”結(jié)構(gòu)受力平衡，同時(shí)為了保證“插銷”鎖死蓋子時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度足夠強(qiáng)大，保證即使在廠房壓縮空氣系統(tǒng)失壓掀蓋氣缸完全失去動(dòng)力的極端情況下，“插銷”也能夠牢牢地鎖住沉重的蓋子，使其不掉落下來，此次改進(jìn)方案決定為每臺設(shè)備的蓋子配備一組共2 個(gè)“插銷”氣缸，分布在設(shè)備掀蓋氣缸的兩側(cè)，一邊安裝一個(gè)“插銷”氣缸。新加裝的“插銷”氣缸具體分布情況見下圖。

圖1 “插銷”汽缸安裝分布圖

電氣控制部分，一共分為兩個(gè)部分，即“插銷動(dòng)作控制部分”和“插銷氣缸與掀蓋氣缸電氣互鎖部分”。

插銷動(dòng)作控制部分的實(shí)現(xiàn)形式，是通過新加裝的按鈕來控制電磁閥的接通和斷開來實(shí)現(xiàn)對“插銷”氣缸的控制，該部分主要作用是控制“插銷”氣缸的伸出和縮回，進(jìn)而來控制“插銷”的伸出與收回動(dòng)作。

插銷氣缸與掀蓋氣缸的互鎖部分，該部分的主要作用是防止誤操作帶來的隱患，具體來說是為了確保實(shí)現(xiàn)兩個(gè)作用。第一個(gè)作用:當(dāng)設(shè)備在掀起蓋子時(shí)，只有當(dāng)蓋子完全掀起到位的情況下，“插銷”氣缸的控制部分才能起作用，否則，當(dāng)設(shè)備的蓋子沒有掀到位的時(shí)候，操作工如果誤操作去按按鈕，“插銷”氣缸是不會(huì)動(dòng)作的。第二個(gè)作用:確保只有先把“插銷”收回撤出，操作工才能去關(guān)合蓋子，否則，如果“插銷”尚未收回撤出，那么操作工誤操作去按按鈕關(guān)合蓋子是無效的, 具體的“插銷”控制原理圖見下圖。

圖2 “插銷”控制原理圖

6 實(shí)施效果

按照上述改造方案，我們將之前制定出的改造方案付諸實(shí)施，改造工作進(jìn)展順利，并且在較短時(shí)間內(nèi)完成。同時(shí)，由于所選擇的改進(jìn)思路和方案并未涉及廠房的壓縮空氣系統(tǒng)改造，因此把對生產(chǎn)的影響降到了最低。改造實(shí)施完成后，經(jīng)過一段時(shí)間的使用驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)此次改造效果較為明顯，達(dá)到了預(yù)期的效果，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

效果1：通過在設(shè)備本體上加裝一組“插銷”鎖死裝置，當(dāng)操作工將蓋子掀起到位后，只需按一下按鈕，“插銷”便可以自動(dòng)伸出，將設(shè)備的蓋子牢牢地鎖死，這樣一來，即使突然出現(xiàn)壓縮空氣氣壓不足、氣壓不穩(wěn)等情況，設(shè)備的蓋子也不會(huì)自行掉落下來，也就消除了操作工被砸的安全隱患。

效果2：通過在設(shè)備本體上加裝“插銷”鎖死裝置的方法，避免了對廠房整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，為企業(yè)節(jié)約了很大一部分成本費(fèi)用。

7 結(jié)語

（1）對于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中大量正在使用的帶蓋槽罐類等掀蓋類設(shè)備，在某些特定的情況下，確實(shí)存在著蓋子自行掉落砸到下方操作者的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患。這一現(xiàn)象不容忽視，因?yàn)橐坏┌l(fā)生，將會(huì)給企業(yè)和一線操作者帶來嚴(yán)重后果。

（2）通過此次整改改進(jìn)活動(dòng)的實(shí)施，我們可以發(fā)現(xiàn)，本文提供的改進(jìn)思路和實(shí)施方案具有成本低、周期短、效果好、對生產(chǎn)影響小等顯著優(yōu)點(diǎn)。

（3）通過在掀蓋類設(shè)備上加裝自動(dòng)“插銷”裝置，可以有效地消除因設(shè)備自身和廠房壓縮空氣系統(tǒng)等內(nèi)外部原因帶來的安全隱患。

（4）此次整改的部分內(nèi)容可以引申推廣至槽類、罐類等掀蓋類設(shè)備的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)環(huán)節(jié)。讓類似設(shè)備的生產(chǎn)制造廠家在其后續(xù)的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)過程中將這一問題納入設(shè)計(jì)考慮中，在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對自己的產(chǎn)品進(jìn)行性能升級和安全升級，提升所制造的類似設(shè)備產(chǎn)品的安全性。