文/姜翰宇
大慶油田昆侖集團(tuán)管業(yè)公司隸屬于大慶油田昆侖集團(tuán)有限公司,主要承擔(dān)鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管材生產(chǎn)任務(wù),主要生產(chǎn)設(shè)備有直管擠出機(jī)、封口注塑機(jī)、管件注塑機(jī)、旋風(fēng)車床等,采用流水線施工,管材主要經(jīng)過(guò)經(jīng)線鋼絲與緯線鋼絲焊接成網(wǎng)后,經(jīng)聚乙烯擠出復(fù)合工藝制成半成品;半成品經(jīng)過(guò)旋風(fēng)車床車削后用注塑機(jī)封口注塑形成成品。產(chǎn)品由優(yōu)質(zhì)低碳鋼及高密度聚乙烯制成,成品管材用以油田原油、清水及油水混合物輸送管道建設(shè)。
現(xiàn)場(chǎng)管材生產(chǎn)中,注塑機(jī)由人工輸入指令,完成預(yù)塑、座進(jìn)、合模、注塑、開模動(dòng)作,人工輔助操作順序?yàn)椋菏止と肽!{(diào)整位置—打開安全鎖。
注塑機(jī)安全機(jī)械鎖位于機(jī)身的中部,作用是在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中,確保入模、出模等工序中不至于意外合模傷人,使操作人員免于被傷害,安全鎖見(jiàn)圖1。
原有安全鎖存在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活,摩擦力較大,復(fù)位力不足的問(wèn)題,因此經(jīng)常不能自動(dòng)復(fù)位,存在較大的安全隱患。若因此發(fā)生生產(chǎn)安全事故,將可能導(dǎo)致人員肢體受傷。2020年,工作組對(duì)安全鎖故障進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn),分析發(fā)現(xiàn)其平均不復(fù)位率已經(jīng)達(dá)到7.82%,直接威脅到安全生產(chǎn),隱患較大。
圖1 安全鎖
同時(shí)還發(fā)現(xiàn),原有安全鎖不能實(shí)現(xiàn)雙手操作保護(hù),導(dǎo)致操作安全鎖時(shí),空閑手可以隨意動(dòng)作,且安全鎖手動(dòng)開鎖裝置距離模具開合工作區(qū)域較近,操作工一只手操作打開安全鎖過(guò)程中,另一只手仍然可以觸及模具。如果操作工在開鎖注塑過(guò)程中忘記將空閑手移開,就會(huì)導(dǎo)致模具將其空閑手夾傷的事故發(fā)生。
通過(guò)上述分析,安全管理人員一致認(rèn)為要確保注塑機(jī)安全鎖的高可靠性,安全鎖必須滿足以下要求:一是安全鎖能夠?qū)崿F(xiàn)可靠復(fù)位;二是實(shí)現(xiàn)雙手操作保護(hù)、防止空閑手夾傷。
目前注塑機(jī)采用“手柄傳動(dòng)”,該技術(shù)有如下缺陷:機(jī)械鎖結(jié)構(gòu)上有3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié),轉(zhuǎn)動(dòng)阻力較大;手柄座高度大,尤其安全鎖打開時(shí),手柄呈水平狀態(tài),橫向?qū)挾葮O大,與膠管及模具本體發(fā)生干涉,存在安全隱患;沒(méi)有定位銷,如圖2所示,在打開安全鎖時(shí)有可能鎖板接近垂直狀態(tài),導(dǎo)致回位力矩大幅度降低。
圖2 原設(shè)計(jì)圖
新設(shè)計(jì)“拉桿”傳動(dòng)方案:如圖3,取消轉(zhuǎn)動(dòng)手柄降低橫向?qū)挾?,加厚鎖板防止變形,增設(shè)定位銷防止鎖板不回位。方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,關(guān)節(jié)數(shù)量少,轉(zhuǎn)動(dòng)阻力小,使用限位銷防止不回位,橫向?qū)挾刃〔粫?huì)被注塑機(jī)擠壓變形。
圖3 新設(shè)計(jì)圖
針對(duì)實(shí)現(xiàn)雙手操作的需求,技術(shù)人員提出可以借鑒沖床操作的雙手保護(hù)器原理進(jìn)行改進(jìn)。將雙手保護(hù)器兩個(gè)按鈕同時(shí)按下才會(huì)觸發(fā)動(dòng)作,即改為一只手操作安全鎖機(jī)械部分,另一只手按下電控按鈕,就能實(shí)現(xiàn)雙手保護(hù)。
同時(shí),為實(shí)現(xiàn)雙手操作保護(hù)、防止空閑手夾傷,設(shè)置了阻斷開關(guān),公司研究人員認(rèn)為,阻斷開關(guān)直接控制電源部分容易在通斷過(guò)程中產(chǎn)生較高感生電壓,從而引起接近傳感器損壞,因此,在接近開關(guān)供電電路上,增加手動(dòng)開關(guān)作為阻斷器,實(shí)現(xiàn)雙手操作合模的方法不可行。與之相比,在接近開關(guān)輸出電路上,增加手動(dòng)開關(guān)作為阻斷器,實(shí)現(xiàn)雙手操作合模,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,改進(jìn)難度不大,開關(guān)瞬間無(wú)較大感生電壓。因此采用輸出阻斷方案,見(jiàn)圖4。
圖4 輸出阻斷方案圖
設(shè)計(jì)圖紙繪制完成以后,技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行了審核,認(rèn)為圖紙?jiān)O(shè)計(jì)合理,能夠滿足使用要求。圖紙審核通過(guò)以后,設(shè)計(jì)小組將設(shè)計(jì)圖紙報(bào)送生產(chǎn)安全科、技術(shù)研發(fā)中心進(jìn)行聯(lián)合審核。生產(chǎn)安全科、技術(shù)研發(fā)中心審核以后認(rèn)為,該設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)工藝無(wú)改變,不影響現(xiàn)行生產(chǎn)工藝的執(zhí)行,同時(shí)生產(chǎn)科也對(duì)裝置安全性進(jìn)行了評(píng)審,認(rèn)為該裝置設(shè)計(jì)合理能夠有效降低安全風(fēng)險(xiǎn),可以投入使用。
技術(shù)人員邀請(qǐng)技術(shù)研發(fā)中心、生產(chǎn)安全科到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)性能、安全性能驗(yàn)收。共同對(duì)安裝高可靠注塑機(jī)安全鎖機(jī)械部分的DN100、DN250封口注塑機(jī)進(jìn)行了不復(fù)位情況試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未發(fā)生安全鎖不復(fù)位情況。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收,該裝置滿足技術(shù)及安全要求。
為驗(yàn)證新型安全鎖必須采用雙手操作才能進(jìn)行合模動(dòng)作,進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。技術(shù)人員主要對(duì)安裝安全鎖的DN100、DN250封口注塑機(jī)進(jìn)行了單手操作誤動(dòng)作試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果單手誤動(dòng)作次數(shù)為0。
安全鎖的加工成本單套僅為747元,全面安裝后,技術(shù)人員對(duì)應(yīng)用效果進(jìn)行了監(jiān)控,從2020年4月1日至目前,安全鎖不復(fù)位問(wèn)題再未發(fā)生。同時(shí),新型安全鎖采用雙手操作機(jī)電結(jié)合的原理,杜絕了單手操作,使安全性得到了大幅度提升。