6-1. Zagrożenia mechaniczne

W celu reedukacji zagrożeń w środowisku pracy, powodowanych przez czynniki mechaniczne, należy stosować środki techniczne i organizacyjne (6-1. Slajd 18).

6-1. slajd 18

Z wielu środków służących zapobieganiu zagrożeniom powodowanym przez czynniki mechaniczne, istotne znaczenie mają specjalne urządzenia stosowane wyłącznie ze względu na, realizowaną bezpośrednio lub pośrednio, ochronę przed zagrożeniami operatora lub innych osób. Urządzenia te są nazywane technicznymi środkami ochronnymi . Można je podzielić na dwie zasadnicze grupy  (6-1. slajd 19):

• osłony,
• urządzenia ochronne (techniczne środki nieodgradzające).

6-1. slajd 19

Osłony [39,40] są to wszelkiego rodzaju fizyczne bariery, konstruowane jako części maszyny stanowiące materialną przegrodę między człowiekiem a niebezpiecznym czynnikiem mechanicznym, zastosowane specjalnie w celu zapewnienia ochrony człowieka. Funkcje osłony mogą zatem spełniać również pokrywy, drzwi, ogrodzenia itp.

Przy projektowaniu i doborze osłon i innych urządzeń ochronnych należy uwzględniać przede wszystkim zagrożenia mechaniczne, nie pomijając jednak innych zagrożeń związanych z procesem pracy.

Osłony i urządzenia ochronne  (6-1. slajd 20):

• powinny mieć wytrzymałą konstrukcję,
• nie powinny powodować żadnego dodatkowego ryzyka,
• nie powinny dawać łatwo się obejść lub wyłączyć,
• powinny być umieszczone w odpowiedniej odległości od strefy niebezpiecznej,
• mogą powodować tylko minimalne utrudnienia w obserwacji procesu produkcyjnego,
• powinny umożliwiać, w miarę możliwości bez ich demontażu, dostęp konieczny do wykonywania prac związanych z mocowaniem lub wymianą narzędzi oraz konserwacją, przy czym dostęp ten powinien być ograniczony tylko do obszaru niezbędnego do wykonywania tych prac.

6-1. slajd 20

Zasady doboru osłon przedstawiono na slajdzie  6-1. slajd 21.

6-1. slajd 21

Ogólnie dzieli się osłony ze względu na: sposób ich zamocowania i działania, możliwość regulacji, stopień wypełnienia oraz stopień osłonięcia niebezpiecznego czynnika  (6-1. slajd 22).

6-1. slajd 22

Osłona może być połączona z miejscem zainstalowania dwojako  (6-1. slajd 23):

• na stałe, czyli nierozłącznie (np. przyspawana) lub za pomocą części złączonych (np. śrub, nakrętek) w sposób uniemożliwiający usunięcie lub otwarcie jej bez użycia narzędzi; osłona taka jest nazywana osłoną stałą. Osłony stałe mogą być na zawiasach ułatwiających jej otwieranie. Zaleca się, aby osłony nie pozostawały w położeniu zamknięcia bez użycia części złącznych ,
• za pomocą elementów mechanicznych umożliwiających jej otwieranie bez użycia narzędzi (np. zawiasy, prowadnice); osłona taka jest nazywana osłoną ruchomą.

6-1. slajd 23 

Osłony ruchome, które chronią przed zagrożeniami powodowanymi przez ruchome elementy napędu powinny być osłonami blokującymi (z ryglowaniem, jeżeli jest to konieczne), natomiast osłony ruchome, które chronią przed zagrożeniami powodowanymi przez ruchome części nie będące częściami napędu powinny być tak zaprojektowane i połączone z systemem sterowania maszyną, żeby:

• nie można było uruchomić części ruchomych, póki znajdują się w zasięgu operatora, a po ich uruchomieniu operator nie mógł ich dosięgnąć; zapewniają to osłony blokujące, a jeżeli jest to konieczne, z ryglowaniem,
• mogły być nastawiane tylko w wyniku zamierzonego działania, np. za pomocą narzędzia lub klucza,
• brak lub uszkodzenie którejś z ich części uniemożliwiało wprawienie części ruchomych w ruch lub powodowało ich zatrzymanie; osiąga się to przez automatyczne nadzorowania.

Osłony ruchome dzielą się na:

1. osłony ruchome typu "A";
2. osłony ruchome typu "B".

Osłony ruchome typu "A" powinny:

1. o ile to możliwe, pozostawać po otwarciu przymocowane do maszyny,
2. być sprzężone z układem blokującym, zapobiegającym uruchomieniu elementów ruchomych, dopóki są one dostępne, i wydającym sygnał zatrzymania, gdy tylko osłona zostanie otwarta.

Osłony ruchome typu "B" powinny być zaprojektowane i sprzężone z układem sterowania maszyny, tak aby:

1. elementy ruchome nie mogły zostać uruchomione, dopóki znajdują się w zasięgu operatora,
2. osoba narażona nie mogła dosięgnąć elementów ruchomych po ich uruchomieniu,
3. mogły być nastawiane tylko przez działania zamierzone - takie jak: użycie narzędzia lub klucza,
4. brak lub uszkodzenie jednego z ich elementów składowych uniemożliwiło uruchomienie elementów ruchomych albo zatrzymywało elementy znajdujące się w ruchu,
5. była zapewniona ochrona przed ryzykiem związanym z wyrzucaniem elementów ruchomych, przez zastosowanie odpowiedniej przegrody.

Osłona może działać:

• samodzielnie (tj. bez blokady), przy czym jest ona skuteczna tylko wtedy, kiedy jest zamknięta; w odniesieniu do osłony stałej, określenie „zamknięta”, oznacza „połączona z miejscem zainstalowania”,
• w powiązaniu z urządzeniem blokującym (blokadą) wyposażonym lub nie w urządzenie regulujące; w tym przypadku ochrona jest zapewniona w każdej pozycji osłony.

Urządzenie blokujące, w które jest wyposażona osłona powoduje, że funkcje maszyny mogące stwarzać zagrożenie czynnikami mechanicznymi - przed którymi chroni osłona - nie mogą być wykonywane do chwili zamknięcia osłony. Otwarcie osłony w czasie, gdy maszyna wykonuje takie funkcje, powoduje przerwanie ruchu niebezpiecznego maszyny. Osłona taka jest nazywana osłoną blokującą.

Osłona blokująca może być także wyposażona w urządzenie ryglujące, które powoduje, że pozostaje ona zamknięta i zaryglowana do chwili, aż zniknie ryzyko urazu powodowane czynnikami niebezpiecznymi.

Osłony mogą zakrywać źródła zagrożeń mechanicznych całkowicie lub osłaniać go tylko częściowo w miejscach szczególnie niebezpiecznych (6-1. slajd 24).

6-1. slajd 24

Innym kryterium podziału osłon jest ich konstrukcja. Osłony mogą być pełne lub ażurowe z otworami o różnych kształtach  (6-1. slajd 25). 

6-1. slajd 25

Osłony ażurowe stosuje się na przykład w celu zmniejszenia ciężaru lub zapewnienia lepszego chłodzenia.

Położenie osłony może być regulowane lub nie  (6-1. slajd 26).

6-1. slajd 26

Wszędzie tam, gdzie dostęp operatora do strefy zagrożenia podczas normalnej pracy nie jest wymagany, należy stosować osłony stałe. Mogą być ewentualnie stosowane ruchome osłony blokujące lub samoczynnie zamykające się bądź odległościowe samoczynne urządzenia ochronne (np. kurtyny świetlne).

Jeżeli jest konieczny częsty dostęp operatora do strefy niebezpiecznej, to należy zastosować ruchomą osłonę blokującą lub odległościowe samoczynne urządzenie ochronne. Mogą być ewentualnie stosowane osłony regulowane lub samoczynnie zamykające się bądź oburęczne urządzenia ochronne.

Urządzenia ochronne [41] (techniczne środki ochronne nieodgradzające) są to wszelkie urządzenia, nie stanowiące fizycznej bariery między człowiekiem a niebezpiecznym czynnikiem mechanicznym (inne niż osłony), urządzenia ochronne. Podczas normalnego funkcjonowania maszyny uniemożliwiają one uaktywnienie zagrożenia mechanicznego wówczas, gdy człowiek lub część jego ciała znajduje się w strefie niebezpiecznej, lub uniemożliwiają wtargnięcie do tej strefy w czasie działania tego czynnika. Urządzenia ochronne są zatem urządzeniami uniemożliwiającymi zarówno ekspozycję człowieka na uaktywnione zagrożenia mechaniczne, występujące podczas normalnego funkcjonowania maszyny i innych obiektów technicznych, jak i generowanie nowych zagrożeń poprzez zapobieganie sytuacjom anormalnym. Do tej grupy zalicza się zatem zarówno urządzenia oburęcznego sterowania [42], urządzenia fotoelektryczne [43], maty czułe na nacisk [44-46], jak i zawory bezpieczeństwa, ograniczniki udźwigu oraz urządzenia blokujące [47], ryglujące, zezwalające na uruchomienie maszyny i inne.

Urządzenia ochronne powinny być zaprojektowane i sprzężone z układem sterowania w taki sposób, aby: (6-1. slajd 27):

• elementy ruchome nie mogły zostać uruchomione, dopóki znajdują się w zasięgu operatora,
• osoba narażona nie mogła dosięgnąć elementów ruchomych po ich uruchomieniu,
• mogły być nastawiane tylko przez działania zamierzone, takie jak: użycie narzędzi, kluczy,
• brak lub uszkodzenie jednego ich elementu składowego uniemożliwiało uruchomienie elementów ruchomych lub zatrzymywało elementy znajdujące się w ruchu.

6-1. slajd 27

Działanie urządzeń odległościowych samoczynnych, rozdzielających w czasie oddziaływanie człowieka i czynnika mechanicznego, polega na tym, że:

• uniemożliwiają one aktywizację zagrożenia (np. ruchu roboczego suwaka prasy), dopóki część ciała, która wniknęła w nadzorowany przez nie obszar, znajduje się w strefie zagrożenia,
• zatrzymują działanie czynnika mechanicznego (np. niebezpiecznego ruchu maszyny) zanim wnikająca część ciała do niego dotrze.

Odległość między takim urządzeniem ochronnym a granicą strefy niebezpiecznej powinna być taka, aby czas wniknięcia części ciała do tej strefy był dłuższy od czasu, który upłynie od momentu pobudzenia urządzenia ochronnego do całkowitego zatrzymania działania zagrożenia mechanicznego (np. niebezpiecznego ruchu maszyny lub jej części).

Urządzenia odległościowe mogą być aktywizowane dwojako:

• mechanicznie (poprzez dotyk lub nacisk),
• niemechanicznie (bezdotykowo).

Urządzeniami aktywizowanymi mechanicznie są, między innymi:

• podatne urządzenia ochronne. Są to wszelkiego rodzaju, połączone z wyłącznikami linki czy pręty, którymi jest ogradzana strefa niebezpieczna, tak aby zapobiec swobodnemu dostępowi do niej. Przy nacisku odchylają się one lub odsuwają, powodując zadziałanie wyłączników, a w rezultacie zatrzymanie ruchu maszyny,
• urządzenia czułe na nacisk. Urządzenia te po przekroczeniu ustalonego nacisku (np. pod ciężarem człowieka) powodują wyłączenie maszyny. Instalowane są najczęściej wokół stanowisk zmechanizowanych lub zrobotyzowanych. Niekiedy, np. w dźwigach osobowych, urządzenia takie są instalowane jako umożliwiające włączenie ruchu tylko wówczas, gdy operator znajduje się na tym urządzeniu, w sytuacji zapewniającej bezpieczeństwo, a uniemożliwiają włączenie tego ruchu dzieciom,
• urządzenia oburęczne. Zapobiegają one urazom kończyn górnych, umożliwiając włączenie ruchu niebezpiecznych części maszyny tylko wówczas, gdy obie ręce jednocześnie naciskają elementy sterownicze usytuowane w omówionej wcześniej odległości zapewniającej bezpieczeństwo. Stosowane są głównie w prasach mechanicznych, gilotynach i innych maszynach, w których ze względów technologicznych niezbędne jest sięganie kończynami górnymi do strefy zagrożenia.

W bezdotykowych urządzeniach odległościowych do uniemożliwienia włączenia lub przerywania ruchu niebezpiecznych części wykorzystuje się zmiany promienia świetlnego, pola elektromagnetycznego, elektrostatycznego lub innych rodzajów pól zachodzące podczas ich naruszenia przez część ciała człowieka lub przedmiot. Urządzeniami tego rodzaju są urządzenia fotoelektryczne, pojemnościowe, indukcyjne i ultradźwiękowe. Przy określaniu odległości zapewniającej bezpieczeństwo przyjmuje się prędkość przemieszczania się kończyny górnej równą 2 m/s, jeśli odległość ta jest mniejsza od 500 mm, i 1,6 m/s - przy większych odległościach (wg normy PN-EN ISO13855) [48].

Do tej grupy urządzeń należy zaliczyć skanery, coraz częściej montowane, zwłaszcza na środkach transportu wewnętrznego, np. wózkach napędzanych, które wytwarzają pole ochronne przed poruszającą się maszyną. Jeśli człowiek lub inna przeszkoda znajdzie się w zasięgu tego pola, to generowany jest sygnał do zatrzymania poruszającego się wózka lub innej przemieszczającej się maszyny. Istotą jest zapewnienie takiej długości strefy ochronnej, aby zahamować przemieszczającą się maszynę przed uderzeniem w człowieka lub przeszkodę.

Cechą wyróżniającą obie omawiane grupy urządzeń ochronnych jest realizacja ochrony przez odgrodzenie od oddziaływania zagrożenia mechanicznego za pomocą materialnej przeszkody lub bez takiego odgrodzenia (znalazło to swój wyraz w terminologii niemieckiej, w której urządzenia ochronne rozdzielono na odgradzające i nieodgradzające).

Oprócz wymienionych wcześniej środków ochronnych należy również stosować uzupełniające środki ochronne, które nie są ani rozwiązaniami konstrukcyjnymi bezpiecznymi samymi w sobie ani technicznymi środkami ochronnymi (osłonami i/lub urządzeniami ochronnymi), ani też informacją dotyczącą użytkowania. Uzupełniające środki ochronne mogą być zastosowane w zależności od wymagań wynikających z użytkowania maszyny zgodnego z przeznaczeniem oraz dającego się przewidzieć, w rozsądny sposób, nieprawidłowego użytkowania maszyny.

Do środków tych zaliczamy:

• elementy i części realizujące funkcję zatrzymania awaryjnego [49,50],
• środki do uwalniania i ratowania osób uwięzionych,
• środki do odłączania i rozpraszania energii,
• wyposażenie do łatwego przenoszenia maszyn i ich ciężkich części z zachowaniem bezpieczeństwa,
• środki bezpiecznego dostępu do maszyn [51-54].
• Ograniczanie zagrożeń mechanicznych odbywa się poprzez stosowanie środków organizacyjnych ale również poprzez szeroką gamę rozwiązań technicznych. Działania te powinny być realizowane zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa. Jednak zapisy prawne często bardzo ogólnie formułują wymagania bhp. Zgodnie z Kodeksem pracy [55] pracodawca powinien chronić życie i zdrowie pracowników przy odpowiednim wykorzystaniu osiągnięć nauki i techniki. Szczegóły techniczne dotyczące wymagań ochrony przed urazami mechanicznymi są opisane głównie w szerokiej gamie Polskich Norm (wdrażających normy międzynarodowe i europejskie), które nadążają za rozwojem dobrych praktyk inżynierskich i aktualnym poziomem wiedzy [56,57], w tym w zakresie nowoczesnych systemów sterowania maszyn [58-60]. Dlatego ważne jest aby w zakresie zapewniania bezpieczeństwa na stanowiskach pracy były stosowane aktualne wersje tych często zmieniających się tych dokumentów.