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炼胶机安全性能测试中紧急停止功能可靠性的检测流程

2025-07-23

微析研究院

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机械设备

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机械设备服务介绍

炼胶机是橡胶工业的核心设备,其辊筒高速运转、负载大的特性使其存在机械挤压、卷入等安全风险,紧急停止功能作为“最后一道安全屏障”,直接关系到操作人员的生命安全和设备财产安全。因此,紧急停止功能的可靠性检测是炼胶机安全性能测试的关键环节,需通过标准化、专业化的流程验证其触发有效性、响应及时性及状态稳定性,确保突发危险时能快速切断危险源。

检测前的准备工作

检测前需明确人员资质要求:检测人员需持有特种设备作业人员证(炼胶机操作类别),并熟悉GB/T 17758《橡胶塑料机械 安全要求》、GB 5226.1《机械电气安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件》等标准,具备识别炼胶机危险部位(如辊筒间隙、传动装置)的能力。

设备及工具准备需涵盖:高精度计时器(精度≥1ms,如数字毫秒计)、电压电流测试仪(用于验证电机断电状态)、扭矩扳手(检查刹车装置的紧固性)、高速摄像头(帧率≥200fps,记录触发到停机的动态过程)、安全警示带(隔离检测区域)及急救箱(备齐止血药、绷带等应急物品)。

被测炼胶机需处于“待检测”状态:提前完成设备预热(达到工作温度60℃~80℃),确认各润滑点(如辊筒轴承、齿轮箱)油脂充足,清除辊筒表面的橡胶残渣;关闭设备的自动启动功能,将操作模式切换至“手动”,确保无故障报警(如温度异常、压力超限)。

安全防护措施需到位:用警示带围起以炼胶机为中心、半径3米的检测区域,禁止无关人员进入;检测人员需穿戴防卷入工作服(袖口、裤脚收紧)、防砸安全鞋及防护手套;提前测试现场的应急电源切断开关,确保检测失误时能快速断电。

检测环境的标准化控制

电源稳定性要求:检测期间需确保供电电压波动≤±5%(如380V电源波动范围为361V~399V),使用电压稳压器消除电网波动影响;禁止检测时接入其他大功率设备(如电焊机、空压机),避免电压骤降导致数据偏差。

场地条件要求:检测区域地面需平整、无积水(防止人员滑倒或电气短路),周围无障碍物(如堆放的橡胶原料、工具柜),确保检测人员有足够空间操作仪器及避让危险;若为车间现场,需关闭通风设备的强风模式,避免风阻影响辊筒停止时间测量。

环境温湿度控制:温度需保持在10℃~35℃(符合炼胶机正常工作环境),湿度≤75%RH(防止电气部件受潮短路);若环境温度低于10℃,需提前用加热器预热设备电气柜30分钟,避免继电器触点因低温失效。

照明及视野要求:检测区域照度需≥300lux(如使用LED工矿灯),确保能清晰观察紧急停止按钮状态(如红色指示灯是否点亮)、辊筒转动情况及仪表读数;若设备位置较暗,需用手持强光手电筒辅助,但避免强光直射眼睛。

紧急停止触发源的全面验证

首先需梳理炼胶机的所有紧急停止触发源,常见类型包括:操作面板上的蘑菇头按钮(红色、带自锁)、机身两侧的拉绳开关(沿辊筒长度布置)、防护门的安全光栅(人员进入辊筒区域时触发)、电机过载保护继电器(负载超额定值120%时触发)。

对每个触发源进行“单点触发测试”:按压操作面板蘑菇头按钮,需听到“咔嗒”自锁声,同时紧急停止指示灯(红色)点亮;拉动机身左侧拉绳开关,需确认拉绳张力均匀、开关触点可靠闭合;打开防护门,安全光栅被遮挡后需立即触发紧急停止;模拟电机过载(调压器增大电流至额定值1.2倍),过载继电器需动作并发送信号。

验证触发源的“冗余性”:若炼胶机配备2个以上紧急停止按钮(如操作面板1个、机身1个),需测试任意一个按钮触发均能启动功能;若拉绳开关为分段式(每2米一段),需拉动每一段确认有效。

检查触发源的“防误触设计”:蘑菇头按钮需突出操作面板至少5mm,表面有防滑纹路;拉绳开关需安装在1.2m~1.5m高度(易触及且远离辊筒旋转方向);安全光栅需安装在防护门内侧,避免被原料或工具遮挡误触发。

响应时间的精确测量

响应时间定义为“从触发紧急停止信号到设备危险运动(辊筒旋转)完全停止的时间”。测量前需明确:触发点为紧急停止按钮触点闭合时刻,停止点为辊筒完全停止转动时刻。

使用“数据采集系统+编码器”测量:将旋转编码器通过联轴器安装在辊筒传动轴上,输出信号接入数据采集系统;紧急停止按钮的常开触点连接至系统数字输入通道;设置采样频率1kHz,记录从按钮闭合(t1)到编码器转速降为0(t2)的时间差(t2-t1)。

使用“高速摄像头+图像分析”辅助:将高速摄像头固定在距辊筒1.5米处,镜头对准辊筒表面白色标记点;触发按钮同时启动录制(帧率200fps),后期逐帧查看标记点最后移动帧(t3)与按钮按下帧(t4)的时间差,与数据采集结果对比,误差需≤10ms。

判定标准:根据GB/T 17758-2018,炼胶机紧急停止响应时间不应超过0.5秒(500ms);若超时,需检查电机制动装置(如电磁刹车)磨损、接触器触点粘连或控制线路电阻过大等问题。

停机状态的多维度确认

电机断电验证:用电压电流测试仪测量电机三相端子电压,确认电压为0V(需断开主电路接触器,避免控制电路干扰);若仍有电压,需检查紧急停止回路继电器是否未动作或接触器线圈短路。

离合器断开检查:炼胶机辊筒通过离合器与电机连接,紧急停止时离合器需断开(切断动力)。测试方法:电机断电后手动转动辊筒,若能轻松转动(无阻力)说明离合器断开;若无法转动,需检查离合器气压/液压系统(如气压是否0.6MPa)或摩擦片粘连。

刹车装置生效验证:紧急停止时刹车需锁定辊筒,防止惯性转动。测试:辊筒高速运转(20r/min)时触发紧急停止,观察辊筒停止后无反转或滑动;用扭矩扳手检查刹车盘紧固螺栓(如M12螺栓扭矩80N·m),松动需重新紧固。

储能部件释放确认:炼胶机液压/气压系统可能储存能量,紧急停止时需释放。检查:用压力表测液压油箱压力,确认≤0.1MPa(安全压力);若压力过高,需检查液压阀换向是否正常或泄压回路堵塞。

复位机制的安全性验证

复位方式合规性:紧急停止后需“手动复位”,禁止自动复位。测试:触发后未手动操作(如按复位按钮、旋转开关),电机无法启动;若自动复位,需修改控制程序增加“复位确认”环节。

复位联锁条件:复位前需满足“危险消除”(如防护门关闭、拉绳复位、过载排除)。测试:触发后打开防护门按复位按钮,电机不应启动;关闭防护门、复位拉绳后再按按钮,电机才能启动。

复位按钮设计:需为绿色,安装在操作面板明显位置(与紧急停止按钮距≥100mm),有“复位”标识;按下时有明确反馈(如“咔嗒”声或指示灯亮),避免误操作。

多次复位可靠性:连续触发并复位5次,每次复位后启动电机,检查设备是否正常运转(辊筒转速稳定、无异常噪音);若无法启动,需检查复位回路线路松动或继电器触点氧化。

联锁功能的协同性检测

辅助设备联锁:炼胶机与喂料机、输送带等联动,紧急停止时需切断辅助设备电源。测试:触发炼胶机按钮,观察喂料机输送带是否立即停止、冷却水泵是否断电;若未停止,需检查联锁线路(如炼胶机继电器触点是否串联至辅助设备控制回路)。

双向联锁:辅助设备紧急停止需触发炼胶机停止。测试:按喂料机紧急按钮,炼胶机辊筒需立即停止;若未停止,需将辅助设备信号接入炼胶机紧急回路。

联锁优先级:紧急停止信号优先级需高于其他控制信号(如自动调距、转速调节)。测试:炼胶机自动调距时触发紧急停止,调距动作需立即停止、辊筒间隙不变;若未停止,需将紧急信号设为“硬接线”(非软件逻辑)。

故障安全:联锁线路故障(如断线)时设备需“安全停机”。测试:断开炼胶机与喂料机联锁线,尝试启动炼胶机,电机应无法启动;若能启动,需增加“联锁线路故障检测”(如继电器辅助触点监测通断)。

耐久性与异常工况测试

耐久性测试:模拟频繁触发,连续触发50次(每次间隔1分钟)。测试后检查:紧急按钮自锁正常(无松动卡滞)、拉绳开关弹簧无疲劳(复位后回原位)、继电器触点无烧蚀(电阻≤0.1Ω)。

满载工况:辊筒加入额定容量橡胶料(如50kg),启动至正常转速(15r/min)触发紧急停止,测量响应时间;若超时,需检查刹车制动力(如电磁刹车线圈电流是否达标)。

高速工况:辊筒转速调至最大值(30r/min)触发紧急停止,观察是否在标准时间内停止;若延长,需检查辊筒动平衡(磨损导致不平衡)或刹车盘摩擦系数(摩擦片磨损超1mm需更换)。

低温工况:环境温度降至5℃(空调/冷库模拟),预热设备30分钟后触发紧急停止,检查电气部件(继电器、接触器)是否正常动作;若失效,需更换宽温型部件(工作温度-20℃~60℃)。

检测数据的记录与追溯

数据记录需涵盖:检测日期、设备编号、检测人员、仪器型号及校准日期;每个触发源测试结果(如“操作面板按钮有效”);响应时间测量值(如“数据采集420ms,摄像头415ms”);停机状态结果(如“电机电压0V,离合器断开”);复位及联锁结果(如“复位需关防护门,喂料机联锁有效”);耐久性及异常工况结果(如“50次触发后按钮无卡滞”)。

记录格式:用统一表格(Excel/纸质),结果用“是/否”或具体数值填写,避免模糊描述(如“响应时间420ms,符合GB/T 17758”);检测人员签字确认,责任可追溯。

保存与检索:记录需保存至少3年,电子记录备份至云端(如企业OA),纸质记录存放在干燥防火档案柜;设备事故或复检时,需快速检索历史记录验证状态。

反馈与整改:若发现问题(如响应超时、联锁失效),需立即反馈设备管理人员并出具《整改通知书》(如“更换刹车摩擦片”“修改复位联锁程序”);整改后重新检测,确保问题解决。

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