Opublikowane przez
Trwają prace nad raportem technicznym ISO/TR 21260 pn. Bezpieczeństwo maszyn. Dane dotyczące bezpieczeństwa mechanicznego kontaktu między poruszającą się maszyną lub poruszającymi się częściami maszyny a człowiekiem.[1]Safety of machinery. Mechanical safety data for physical contacts between moving machinery or moving parts of machinery and persons Wreszcie będzie jakaś norma ogólna, określająca bezpieczne wartości sił. Dotychczas te dane można było znaleźć tylko w: EN 415-10 (norma typu C dotycząca maszyn pakujących), ISO/TR 15066 (raport dotyczący robotów współpracujących, nie ma nawet statusu normy zharmonizowanej z dyrektywą maszynową) oraz ISO 14120 (norma typu B, czyli dotyczy wszystkich maszyn, ale… tylko ich osłon).
Niestety, to koniec dobrych wiadomości.
układ normy
Spodziewalibyśmy się prostej tabelki typu: rodzaj oddziaływania, dopuszczalna wartość. Ale mamy XXI wiek i normy są pisane tak, by ich czytanie było co najmniej równie trudne jak pisanie. Mamy więc dużo niepotrzebnego tekstu, istotne informacje porozrzucane po kilku rozdziałach i załącznikach. Zbierając wszystko razem, otrzymujemy trzy grupy danych: dla uderzenia, dla ściskania i dla tarcia.
| dopuszczalna częstość | ⩽ 1/dobę | dowolna |
|---|---|---|
| maksymalna energia uderzenia [J] | 5 | 0,14 |
| maksymalna energia jednostkowa [J/cm²] | 1 | 0.18 |
| dopuszczalna częstość | ⩽ 1/dobę | dowolna |
|---|---|---|
| maksymalna siła ściskająca [N] | 43 | 28 |
| maksymalny nacisk jednostkowy [N/cm²] | 54 | 22 |
Dla ściskania i uderzeń norma określa też, uwaga, minimalną dopuszczalną powierzchnię kontaktu: 0,8 cm², czyli powierzchnia pręta o średnicy 1 cm. Dlaczego tyle?
| długość kontaktu | jednorazowo | do 30 minut | powyżej 30 minut |
|---|---|---|---|
| maksymalne naprężenie ścinające [kPa] | 50 | 27–60, zgodnie z wykresem | 25 |
parametry niepotrzebne
Pominąłem parametry, których stosowanie jest niepraktyczne, a które norma wymienia, np. tzw. „siła uderzenia”. Co to jest? Fizyczną, ścisła miarą uderzenia jest energia (lub gęstość energii, w przeliczeniu na jednostkę powierzchni). Natomiast siła, która podczas uderzenia występuje, zależy od tak wielu czynników, że mierzenie jej jest praktycznie pozbawione sensu. Fizycznie — przy danej energii, siła zależy tylko od sztywności, czyli od współczynnika sprężystości zderzających się obiektów. Ale w przypadku zderzenia maszyny z ludzkim ciałem ta sztywność zależy m. in. od samej konstrukcji maszyny i jej napędu, od miejsca na ciele, od pozycji ciała. Można bawić się w pomiary i statystykę, ale właśnie to powinien był zrobić organ normalizacyjny, a sama norma powinna zawierać konkretne dane. Czyli energię dopuszczalną przy kontakcie maszyny z poszczególnymi częściami ciała.
parametry brakujące
Jest oczywiste dla każdego, że każda część ciała inaczej reaguje na nacisk i na uderzenie. Ale tego właśnie w normie nie ma. Jest jedna wielkość. Czy dostaniemy w stopę, czy w brzuch, zawsze będzie to 5 J — czyli tyle, co torebka cukru puszczona z wysokości pół metra. Wolałbym w stopę, gdyby mnie kto pytał.
Takie podejście dziwi, bo przecież w innych normach (wspomnianych wcześniej) już takie rozróżnienia były. Norma jest na etapie projektu, miejmy nadzieję, że zostanie to poprawione.
parametry chybione
Najdziwniejsze wartości przyjęto dla tarcia. 25 kPa = 2,5 N/cm². Przyjmując powierzchnię wnętrza dłoni ok. 10×10 = 100 cm², otrzymujemy siłę ścinającą 250 N. Przyjmując współczynnik tarcia skóry o metal μ = 0,25,[2]https://zpe.gov.pl/a/wspolczynnik-tarcia/DoEfUqeWf odpowiada to tarciu dłonią o stalową płytę ważącą 100 kG. I takie obciążenie jest zgodnie z normą dopuszczalne przez dowolnie długi czas („powyżej 30 minut”). Ciekawe, po jakim czasie nastąpiłoby zdarcie skóry?
and the winner is…
W załącznikach podane są przykłady oceny — w oparciu o normę — konkretnych przypadków. Jest m.in. analizowane uderzenie dłonią o robot. Robot jest nieruchomy, pracownik uderza o niego ręką. Z jaką prędkością uderza? Norma proponuje 2 m/s.[3]Jest to trochę nietrafne, bo wartość 2 m/s w normie ISO 13855 jest interpretowana jako prędkość samej ręki złożona z ruchem całego ciała. Gdy rozważa się tylko ruch ręki, … Continue reading Do tego masa ręki, która wynosi (jak podano) 3 kg.
E = m v² / 2 = 3 × 2² / 2 = 6 J
No tak, ale to więcej niż dopuszczalna wartość 5 J… Uderzenie ręką w robot jest zatem nieakceptowalnym ryzykiem. Jednak ten robot stoi, jak założono na początku, więc równie dobrze moglibyśmy uderzyć ręką w ogrodzenie. Albo w ścianę. Wszystkie te przypadki stanowią więc również nieakceptowalne ryzyko! Jedynym rozwiązaniem wydaje się zamknięcie wszystkich pracowników (tzn. każdego z osobna) w wykładanych gąbką pomieszczeniach. Proponuję zacząć od zapewnienia w ten sposób bezpieczeństwa P.T. Autorom projektu.
zdjęcie freeimages.com