Prasy hydrauliczne

 

Prasy hydrauliczne są to maszyny zaprojektowane i przeznaczone do przekazywania energii ruchomym częściom narzędzi za pomocą czynnika hydraulicznego. W prasie górnotłokowej przemieszcza się suwak – odwrotnie niż w prasie dolnotłokowej, w której przemieszcza się stół. Energia przekazywana ruchomym częściom narzędzi jest efektem wytworzonego ciśnienia hydrostatycznego. Cykl pracy prasy obejmuje wszystkie stany podczas przejścia suwaka z belką z położenia wyjściowego (zwykle górnego zwrotnego punktu (GZP) do dolnego zwrotnego punktu (DZP) i z powrotem do położenia zatrzymania. Punkty zwrotne wyznaczają: GZP – koniec ruchu otwierającego prasy (położonego w prasie górnotłokowej najdalej od matrycy) i DZP – koniec ruchu zamykającego prasy (położonego w prasie górnotłokowej najbliżej matrycy). Prasy krawędziowe wyposażone są od przodu w nastawne wsporniki blachy, a od tyłu w zderzaki.

Fot.3. Przykład prasy hydraulicznej wysięgowej (bez osłon przestrzeni narzędziowej
 
Typowe zagrożenia występujące podczas użytkowania pras hydraulicznych, to zagrożenia:
  • mechaniczne (powodowane przez części maszyny lub obrabiane przedmioty):
    • odcięcie, zgniecenie, uderzenie w przestrzeni roboczej (suwak – podczas ruchu roboczego lub w przypadku grawitacyjnego opadania, poduszka ciągowa, części przyrządów, wyrzutniki wyrobów itp.),
    • wplątanie, pochwycenie, zgniecenie przez ruchome elementy napędu (silnik, układ napędowy, wyposażenie hydrauliczne, pneumatyczne itp.),
    • upadek i wyrzucenie części przedmiotów obrabianych, odpadów itp.,
    • wytrysk płynów pod wysokim ciśnieniem (systemy hydrauliczne).
  • porażenie prądem elektrycznym – elementy pod napięciem podczas normalnej pracy (dotyk bezpośredni) lub mogące znaleźć się pod napięciem wskutek uszkodzenia (dotyk pośredni),
  • hałas,
  • oparzenie - gorącymi częściami układu hydraulicznego,
  • substancje szkodliwe – układy hydrauliczne lub pneumatyczne, materiały stosowane podczas obróbki,
  • zaniedbanie zasad ergonomii i organizacji pracy – wymuszona pozycja ciała w czasie pracy, monotypia i monotonia,
  • promieniowanie – każde miejsce wokół prasy krawędziowej, gdzie występuje ryzyko powodowane wiązkami promieni lasera.

Zalecenia bezpieczeństwa podczas użytkowania pras mechanicznych i hydraulicznych:
    • prasa powinna być wyposażona w elementy sterownicze do uruchamiania, zatrzymywania normalnego silnika i elementów wykonawczych, zatrzymywania awaryjnego, wyboru rodzaju pracy (skoku pojedynczego lub cyklu automatycznego) i sterowania (ręcznego, nożnego) oraz sterowania zaworami i regulatorami układu hydraulicznego, gdzie,
      • ręczne elementy/przyciski do uruchamiania nie powinny wystawać ponad obudowę lub powinny być osłonięte (kołnierzem) bądź umieszczone we wgłębieniach,
      • pedały powinny być obudowane tak, aby dostęp do nich był możliwy tylko z jednej strony i tylko jedną stopą,
      • o przełączniki wielopołożeniowe wyboru rodzaju pracy lub systemu ochrony powinny być przełączalne za pomocą specjalnego klucza lub po wprowadzeniu hasła itp.,
      • pulpity przestawne powinny być zabezpieczenie przed przypadkowym przemieszczeniem i niezamierzonym zadziałaniem na elementy sterownicze;
      • elementy sterownicze powinny mieć gładkie powierzchnie i zaokrąglone krawędzie, a opór elementów sterowniczych nie powinien być mniejszy od 5 N.

  • wykonanie skoku przez prasę powinno być możliwe po celowym zadziałaniu na elementy sterownicze. Dotyczy to jej uruchomienia w szczególności po:
    • ręcznym zresetowaniu systemu bezpieczeństwa (przywrócenie gotowości do pracy),
    • po zaniku zasilania energią lub zaniku ciśnienia w sieci,
    • po zadziałaniu urządzenia nadzorującego stan narzędzi lub detektora kształtowanych przedmiotów,
    • po zadziałaniu urządzenia nadzorującego stan narzędzi lub detektora kształtowanych przedmiotów,
  • w przypadku zastosowania więcej niż jednego urządzenia włączającego, ruch suwaka może nastąpić tylko przy jednoczesnym uaktywnieniu wszystkich tych urządzeń,
  • układ sterowania zatrzymaniem prasy powinien być nadrzędny w stosunku do układu jej uruchamiania,
  • prasa powinna być wyposażona w osłony zapobiegające następstwom odrzucania i spadania przedmiotów, a także w ekrany zapobiegające przed wytryskiem płynów pod ciśnieniem w przypadku uszkodzenia przewodów.
  • urządzenia ochronne powinny być dobrane stosownie do rodzaju zastosowanego w prasie sprzęgła (zaciskowe lub sztywne), rodzaju sterowania i nadzorowania ruchu suwaka. Uwzględnia się następujące rodzaje prac: cykl pojedynczy z ręcznym podawaniem lub odbieraniem oraz cykl automatyczny realizowany wyłącznie z automatycznym podawaniem. Ochronę należy zapewnić za pomocą zastosowania następujących środków: narzędzia zamknięte (o konstrukcji wykluczającej dostęp do strefy narzędziowej - stempel podczas pracy nie wychodzi na zewnątrz matrycy lub wychodzi nie wyżej niż 6 mm), osłony stałe (PN-EN 953), osłony blokujące z ryglowaniem (PN-EN 953, PN-EN 1088, PN-EN 13849-1), osłony sterujące z ryglowaniem (PN-EN 953, PN-EN 1088, PN-EN 13849-1), osłony blokujące wcześniej otwierane (PN-EN 1088, PN-EN 953, PN-EN 999), urządzenia ochronne elektroczułe (UOE) w postaci aktywnych urządzeń optoelektronicznych (AUO), np.: kurtyny świetlne (PN-EN 999), urządzenia oburęcznego sterowania (PN-EN 574, PN-EN 999), urządzenia sterownicze podtrzymywane i spowolnioną prędkość zamykania (mniej niż 10 mm/s),
  • prasy ze sprzęgłem sztywnym (zapadkowym) mogą być wyposażane tylko w narzędzia zamknięte, osłony stałe, osłony blokujące z ryglowaniem lub sterujące z ryglowaniem (gdy otwarta długość skoku suwaka jest ≤ 600 mm i głębokość stołu prasy ≤ 1000 mm). Ponadto prasy z tym sprzęgłem z wpustem obrotowym nie dają możliwości wyeliminowania ryzyka nieoczekiwanego powtórzenia skoku i dlatego wytłoczonych przedmiotów lub odpadów nie wolno usuwać ze strefy zagrożenia bezpośrednio rękami, a należy używać do tego celu narzędzi pomocniczych lub samoczynnych urządzeń mechanicznych albo pneumatycznych,
  • pozostałe urządzenia ochronne w prasach mogą być zastosowane tylko przy prasach ze sprzęgłem zaciskowym (ciernym), nie można ich stosować na prasach ze sprzęgłem sztywnym. Podczas normalnej pracy dostęp do niebezpiecznej strefy narzędziowej (roboczej) powinien być możliwy tylko poprzez strefę wykrywania (ochronną) kurtyny (Fot.4.), wznowienie ruchu prasy, po zadziałaniu kurtyny, wymaga ręcznego resetowania.

Fot.4. Widok kurtyny zamontowanej na stanowisku pracy
Dostęp do strefy między kurtyną i strefą narzędziową, a także z boków i z tyłu prasy, powinien być wykluczony - przez zastosowanie dodatkowych środków ochronnych (np. osłon, UOE z AUO). Zasady doboru kurtyn świetlnych, w tym warunków ich stosowania, w powiązaniu z innymi technicznymi środkami ochronnymi, określają PN-EN 692, PN-EN 693 i PN-EN 61496.
Zmniejszenie ryzyka przy obsłudze pras następuje głównie przez kojarzenie urządzeń ochronnych przy prasach i ustawionych na nich tłocznikach oraz stosowanie takich sposobów podawania materiału, włączania roboczego ruchu suwaka oraz usuwanie wytłoczek, żeby przy wykonaniu konkretnej operacji osiągnąć dostatecznie niski poziom ryzyka. Wskazanie dotyczące tego kojarzenia ujęto w tablicach 2, 3 i 4 normy PN-EN 692 w przypadku pras mechanicznych (fragment przedstawiono poniżej) i w tablicach 2 i 3 normy PN-EN 693 w przypadku pras hydraulicznych.

Tablica – Fragment tablicy 2 normy PN-EN 692 Zestawienie wymagań dotyczących urządzeń chroniących operatora w strefie narzędziowej przy różnych sposobach obsługi - Rodzaj pracy: skoki pojedyncze, ręczne podawanie albo odbieranie

 

System ochrony operatora Rodzaj sprzęgła Włączanie skoku
System sterowania sprzęgłem i hamulcem (patrz uwagi 2 i 3)
Nadzoro­ wanie wybiegu Zawie­ szanie Funkcja skoku pojedyn­ czego Komentarz
El. Zawór
Narzędzia zamknięte SZ lub Z Dowolne JK JK - - - Narzędzia (tłoczniki) zamknięte powinny być skonstruowane jako bezpieczne same w sobie. Otwory i odpowiadające im odległości powinny spełniać wymagania podane w tablicy 4
PN-EN 13857. Każdemu dodatkowemu zagrożeniu zgnieceniem należy zapobiegać zgodnie z wymaganiami PN EN 349. Patrz również PN-M-66026, PN-M-66027.
Osłona stała SZ lub Z Dowolne JK JK - - - Osłony stałe powinny spełniać wymagania normy PN-EN 953. Powinny one być zamocowane w sposób pewny do maszyny, innego nieruchomego elementu lub podłogi.

Symbole i skróty zamieszczone w tablicy powyżej
    a)  El. Elektryczne,
    b)  SZ sprzęgło sztywne zapadkowe,
    c)  N nadzorowane,
    d)  Z sprzęgło zaciskowe,
    e)  R redundancja (np.: zdwajanie),
    f)  JK jednokanałowy,
  • w prasach liczba zastosowanych urządzeń oburęcznego sterowania – powinna być równa liczbie operatorów obsługujących daną prasę. Układ sterowania prasy powinien być tak rozwiązany w przypadku urządzeń oburęcznego sterowania, żeby wykluczyć możliwość sterowania jednym przyciskiem po wciśnięciu i zablokowaniu na stałe drugiego przycisku z opóźnieniem nie większym niż pół sekundy. Odległość przycisków od krawędzi pulpitu nie powinna być mniejsza niż 250 mm, a odległość pomiędzy nimi nie mniejsza niż 260 mm. Przyciski urządzenia oburęcznego sterowania powinny być tak osunięte aby wykluczyć możliwość ich naciśnięcia jedną dłonią lub łokciem i dłonią.



Fot.5.Widok urządzenia oburęcznego sterowania

  • urządzenia ochronne UOE z AUO i urządzenia oburęcznego sterowania powinny być tak zlokalizowane, by operator nie zdążył sięgnąć do strefy narzędziowej przed ustaniem ruchu niebezpiecznego a więc w odległości większej od odległości bezpieczeństwa. Dane do obliczenia odległości bezpieczeństwa, w tym. prędkości ruchu operatora dobiera się
    wg PN-EN 999, PN-EN 692 i PN-EN 693. Odległość bezpieczeństwa wylicza się z następującego wzoru:
    S = V • T + C      T = T1 + T2



Fot.6. Widok usytuowania kurtyny świetlnej pionowej od strefy narzędziowej

  • elementy układu napędowego prasy powinny być osłonięte osłonami stałymi (jeżeli dostęp do elementów chronionych jest wymagany raz na zmianę lub rzadziej), ruchomą osłoną blokującą (jeżeli dostęp do elementów chronionych jest wymagany częściej niż raz na zmianę),
  • prasy powinny być wyposażone w zdwojone rozdzielacze sprzężonego powietrza, gdzie ich blokada na drodze elektrycznej uniemożliwia włączenie prasy lub powoduje jej zatrzymanie w przypadku niesprawności jednego z rozdzielaczy,
  • instalacje pras sterowanych powietrzem należy wyposażyć w przekaźnik ciśnieniowy, wyłączający pracę maszyny przy spadku ciśnienia w sieci instalacyjnej poniżej dopuszczalnego ciśnienia roboczego,
  • uruchomić prasę na biegu luzem i sprawdzić prawidłowość działania wyłączników, blokad, urządzeń ochronnych (fotokomórki lub inne), stan połączeń śrubowych, a w przypadku pras hydraulicznych szczelność układu hydraulicznego,
  • sprawdzić poziom oleju w zbiorniku prasy hydraulicznej i w razie potrzeby uzupełnić,
  • systemy hydrauliczne pras powinny być wyposażone w filtry i regulatory ciśnienia
  • w miarę możliwości odsunąć pracownika od strefy roboczej narzędzia prasy poprzez zautomatyzowanie procesu podawania (doprowadzania) materiału przerabianego pod stempel prasy (np.: podajnik rewolwerowy, podajnik szybowy, manipulatory) lub odbioru i składowania materiału po procesie obróbki na prasie.
 
01 Portal wiedzy o BHP - Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy