非标设备安全设计

《非标设备安全设计：3 类必加防护结构联锁 / 缓冲 / 隔离的设计规范》
在非标自动化设备设计中，安全永远是第1位的。
1套高效设备若缺乏可靠的安全防护，就如同没有刹车的跑车，隐患无穷。
今天，我们重点探讨3类至关重要的安全防护结构：联锁、缓冲与隔离，并分享其核心设计规范。


1、联锁防护：切断危险源的“智能开关”

联锁装置的核心原理是“确保在防护装置未到位时，危险动作无法启动”。
这就像是微波炉的门，门没关紧，微波就不会工作。


设计规范要点：

可靠性优先： 优先采用机械式联锁如钥匙型限位开关或高可靠性安全继电器模块。
普通行程开关和磁簧开关仅可用于非关键安全回路，关键部位必须使用安全等级达标的元器件。


失效安全原则： 设计必须遵循“失效安全”模式。
即当联锁元件本身发生故障时如线路断线、触点粘连，设备应默认进入安全状态停机，而非危险状态。


直接断开原则： 最高级别的安全联锁，应能直接切断设备的动力源如主电路接触器，而不仅仅是给PLC发送1个信号。
PLC程序可作为第2道防护，但不能作为唯1的防护措施。


2、缓冲防护：吸收冲击的“安全气囊”

对于直线运动部件如气缸驱动的推杆、升降台或旋机构，在其行程末端设置缓冲装置至关重要，可有效防止硬冲击带来的设备损伤和人员惊吓。


设计规范要点：

气缸自带缓冲： 大多数标准气缸都自带可调节的气压缓冲。
设计时需根据负载质量和速度精确调节，避免缓冲不足仍有撞击声或缓冲过度气缸动作迟缓。


外加液压缓冲器： 对于高速、重载的场合，必须外加液压缓冲器。
选择时需计算冲击能量，确保缓冲器容量足够。
安装位置应保证活塞杆正面受击，避免侧向力。


机械缓冲： 也可采用聚氨酯缓冲垫、弹簧等作为辅助缓冲。
需注意材料的耐久性，定期检查更换。


3、隔离防护：物理隔绝的“钢铁长城”

隔离防护是最直接、最有效的安全措施，通过物理屏障将危险区域如传动链条、齿轮、加工区域与操作人员完全隔开。


设计规范要点：

尺寸与强度： 防护网、防护罩的网孔或缝隙大小必须确保手指、手臂等人体部位无法伸入。
材料强度要能承受意外的撞击或工具掉落。


可视性： 采用透明亚克力或金属网格时，需保证操作人员能观察到设备内部运行状态，便于调试和维护。


便利性与刚性： 防护门或罩体应便于打开进行维护，但关闭后必须坚固可靠，不易因振动而松动。
铰链、锁扣的刚性必须足够。


总结： 安全设计并非功能的附加项，而是设计的基石。
将联锁、缓冲、隔离这3种防护结构有机结合，层层设防，才能构建起1套真正让人放心的非标设备。
记住，任何效率的提升，都不能以安全为代价。