工艺装备环保性与安全性的设计要点

[摘要] 通过在设计工艺装备前，充分识别环境和危险危害因素的影响，并且在设计中针对这些因素对症下药，一一制定控制措施，以充分保障工艺装备的安全性和环保性。本文对这些工艺装备的环境和危险危害因素的影响的识别和措施制定，做了系统的论述，并且进行了效果分析和绿色健康的工艺装备应用的前景展望。

　　一、概述

　　当前，为了适应铁路货车生产品种多样和转产频繁等生产特点的要求，齐齐哈尔铁路车辆（集团）有限责任公司（以下简称齐车集团）每年都需要设计和制造大量的工艺装备，仅以近年来出口巴西的货车生产为例，各种工艺装备数量总计就达272项。随着生产形势的日益紧张和繁忙，以及环保、职业健康安全体系对生产要求的更加严格，使得各种工艺装备在满足使用功能的前提下，对其安全性和环保性的要求标准日益提高。所以，结合工艺装备投入使用后可能产生的环境影响和危险危害因素等，在工艺装备设计中对安全性和环保性方面的要求愈加显得突出和重要。

　　二、工艺装备的环境影响和危险危害因素主要表现

　　目前在齐车公司，工艺装备投入使用后可能产生的环境影响和危险危害因素主要有以下几个方面：

　　1. 环境影响方面

　　（1）噪声造成污染  如配有由气缸、气阀等元件组成的气动系统的工艺装备，如不采取适当措施，气动元件在执行动作时往往发出较大的噪声。

　　（2）液压系统漏油造成污染  如配有由油缸、控制阀等元件组成的液压系统的工艺装备，如不适当采取措施，液压元件在执行动作时往往产生液压油的泄漏。

　　（3）焊接等作业烟尘排放方面  一些重要的装备在配合焊接、抛丸等作业时，如不适当采取措施，会造成烟尘和粉尘的无秩序排放。

　　（4）切屑的排放方面  一些重要的装备在配合切削加工等作业时，如不采取适当措施，会造成切屑无秩序排放和现场堆积。

　　2. 危险危害方面

　　（1）噪声造成伤害  强烈的噪声可导致现场人员耳聋。

　　（2）运动部件的防护不当  具有较高速旋转或传动的装置，容易卷入或绞入现场人员身体从而造成伤害。

　　（3）穃-转机锁紧及限位失灵  造成回转部分倾穃-，造成现场人员砸伤或刮伤等伤害。

　　（4）提升及传动装置制动失灵  被提升件掉落或被牵引件无法停车，可能造成现场人员被砸伤或刮伤等伤害。

　　（5）走台及护栏不符合有关的规定  可能造成现场人员跌落伤害等。

　　三、根据环境影响和危险危害因素采取的设计要点

　　针对工艺装备投入使用后可能产生的环境影响和危险危害因素，主要采取以下几类措施：

　　1. 控制焊接烟尘排放

　　焊接烟尘排放是铁路货车制造企业的重要环境影响因素，也必需制定相应的十分完善的环保管理方案。

　　为此，公司每年都要围绕这方面，制定环境管理方案，确立科学的目标，编制缜密的实施计划，施行有效的监测手段，并进行严格验收及适时的动态监测。特别是随着现今不锈钢等材料在铁路货车方面的广泛应用，焊接烟尘排放对环境影响问题更加突出，现场操作工人虽然配备焊帽、口罩、眼镜等防护用品，但还是时常有烟尘强烈刺激操作人员眼睛和上呼吸道等职业危害的发生，以至出现部分焊工提出调离现岗位的要求。短期现象如此，长期后果更不堪设想。为此，近几年在货车部件焊接机械手等装备作业台位，全部撤掉简易的排尘罩，代之以从国外和国内的哈尔滨、唐山等地的专业厂家引进的新型焊接烟尘净化装置。工作时，焊烟废气被风机负压吸入净化机内部，大颗粒飘尘被均流板和初滤网过滤沉积，进入净化装置的微小级烟雾和废气通过废气装置内部被过滤和分解，然后排出达标气体，焊接烟尘得以被收集、裓-环净化，并定时清除。通过环保部门监测，实现了达标排放，现场焊工也非常满意，实现了清洁文明生产，体现了“珍爱员工健康安全”的以人为本的环保理念。

　　结合生产的季节特点，特别是地处北方的企业的气候特点，还要充分考虑节能方面的要求。为此，在与专业厂家共同制定技术衆-议时，使装备能够尽量实现“自身裓-环”，如电焊烟尘净化器等，通过自身内部裓-环利用，避免能量无谓地排出室外。

　　2. 焊接专用夹具

　　针对穃-转机锁紧及限位失灵，易产生回转部分倾穃-，造成现场人员砸伤或刮伤等伤害的问题，主要选取以具有自锁功能的蜗轮蜗杆传动、安全销等机构或元件。对于有气动系统的工艺装备，如转K6型转向架支撑座焊接专用夹具，由于该套工艺装备的工件在三个坐标轴方向的移动均采用风压动力，所以专门配置了气动控制系统（如下图所示），系统使用的压力为0.4MPa。为使侧架的定位及夹紧动作平稳缓慢、夹紧力度适宜，安装了KLJ型节流阀的控制气缸动作速度从而控制各夹紧机构的动作速度，安装了QP型调压阀控制各夹紧机构的执行件的夹紧力。为使侧架的夹紧安全可靠，即在任何情况下都不至于从夹具掉落，气路采用 KLA型单向阀控制，电路采用失电夹紧方式控制。这样在夹具工作过程中，无论停气断电，侧架都会牢牢地夹持在夹具上，从而保证机器人焊接作业时人机的绝对安全。操作时完全程序控制，而且具备互锁功能，操作人员无需进入焊接作业区域，穃-转夹具也不会对机械手动作干涉和产生伤害，实现了人机安全。

　　此项成果获2006年黑龙絓-机械衆-会科技进步一等奖，并且已綷-在铁路系统内外数家大型企业获推广应用。

转K6等转向架支撑座焊接专用夹具气动诊-理图

　　3. 控制噪声造成的污染

　　在配有由气缸、气阀等元件组成的气动系统的工艺装备，广泛地在配气阀或换向阀的排气口上配备消声器或节流消声器。如近几年的C80、C76等车型的侧墙组对夹具，分别配有80个和70个QGBZ（S2型）和QGBZ（MP3型）气缸，与之相配的K34R8B型配气阀，通过应用FXS型（烧结式）和PXL 型（烧结式）排气节流等消声器，大大地降低甚至消除了噪声的污染，同时减少和避免了可能造成的对近距离操作人员的耳聋等伤害。

　　4. 液压系统改造

　　选用新型优质的密封圈或具有良好密封功能的液压阀、接头等元件，防止漏油造成污染，如货车分厂的中梁线在改造前，系统漏油严重，现场綷-常大面积积油，严重时现场操作人员甚至无处下脚作业。为此，在中梁线改造过程中，重点对其液压系统进行改造。于是委托大连组合机床研究所等专业单位设计和施工，采用了力士乐等高级液压元件，改造后漏油现象完全消除，效果非常明显。

　　5. 切屑排放

　　当前，随着大型数控机床和加工中心的大量应用，生产效率极大提高。为此，在设计配合切削加工作业的重要工艺装备时，为了解决切屑排放问题，广泛应用切屑排放装置，生产时排屑机处于常开状态，切屑产生后即被排走，綷-集中收集并妥善处理。

　　6. 传动设备

　　对于具有机械传动的工艺装备，如螺旋传动、皮带传动、链传动及开式齿轮传动等运动部位，设置必要的防护罩、护套或挡板等，防止现场人员的身体卷入或绞入以上危险部位。

　　7. 制动器配备

　　针对提升及传动装置制动失灵，被提升件掉落或被牵引件无法停车，可能造成现场人员被砸伤或刮伤等伤害的情况，设计时在动力源配有制动电动机或普通电动机输出轴以后环节配备制动器，如抱块式制动器等。

　　8. 走台及护栏

　　针对走台及护栏不符合规定，可能造成现场人员跌落等伤害的情况，设计时严格按照国家有关标准，如护栏高度为1 050mm，以及如直梯在超过3m高时加护笼；斜梯梯宽、扶手立柱高度及间距尺寸均要符合标准规定等。

　　四、效果检验分析及前景展望

　　近几年的生产实践证明，凡是在设计前充分识别环境影响和危险危害因素的工艺装备，通过在设计中针对这些因素对症下药，一一制定控制措施，充分保障安全性和环保性，这些工艺装备在投入生产使用后，都充分体现出在安全和环保方面的优越性。具体表现如下：在满足使用性能的前提下，没有产生环境影响和操作危险危害，达到了预期的效果。这一点也通过日常工艺纪律检查、安全生产大排查、安全质量标准化验收检验以及环境、职业健康安全体系年审检查结果得到进一步的验证。

　　为实现我国铁路货车的提速重载，实现安全生产和环境保护，创建绿色企业，体现珍爱员工健康安全，使得工艺装备的安全性和环保性越发显得重要。我们相信，安全型和环保型工艺装备必将成为今后该领域的发展方向之一。