制鞋机械 裁断机与冲孔机 安全要求.docx
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制鞋机械裁断机与冲孔机安全要求
制鞋机械裁断机与冲孔机安全要求
1 范围
本标准规定了液压裁断机与冲孔机（以下简称“机器”）的设计和操作的相关安全要求。
本标准适用于鞋类、皮革和人造革及其他柔性材料产品制造中所使用的液压裁断机和冲孔机。
本标准不适用于：
机械式裁断机、金属冷加工压力机（含冲床）、打孔机、铆钉机、修边机、折边机、折弯机、切纸机及类似于剪刀类工作的设备。
同时也不适用于皮革行业使用的熨平机、片皮机。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1251.3-2008人类工效学险情和信号的视听信号体系
GB/T3766-2015液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求
GB/T4208-2017外壳防护等级（IP代码）
GB/T5226.1-2019机械电气安全机械电气设备第1部分：
通用技术条件
GB/T7932-2017气动对系统及其元件的一般规则和安全要求
GB/T8196-2018机械安全防护装置固定式和活动式防护装置的设计与制造一般要求
GB/T12265.3-1997机械安全避免人体各部位挤压的最小间距
GB/T13441.1-2007机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价第1部分：
一般要求
GB/T14048.4-2010低压开关设备和控制设备第4-1部分:
接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器（含电动机保护器）
GB/T14048.5-2017低压开关设备和控制设备第5-1部分：
控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器
GB/T14048.10-2016低压开关设备和控制设备第5-2部分：
控制电路电器和开关元件接近开关
GB/T15706-2012机械安全设计通则风险评估与风险减少
GB/T16754-2008机械安全急停设计原则
GB/T16855.1-2018机械安全控制系统安全相关部件第1部分：
设计通则
GB/T17421.5-2015机床检验通则第5部分：
噪声发射的确定
GB/T17888.2-2008机械安全进入机械的固定设施第2部分：
工作平台和通道
GB/T18153-2000机械安全可接触表面温度确定热表面温度限值的工效学数据
GB/T18209.2-2010机械电气安全指示、标志和操作第2部分：
标志要求
GB/T18717.1-2002用于机械安全的人类工效学设计第1部分：
全身进入机械的开口尺寸确定原则
GB/T18717.2-2002用于机械安全的人类工效学设计第2部分：
人体局部进入机械的开口尺寸确定原则
GB/T18831-2017机械安全与防护装置相关的联锁装置设计和选择原则
GB/T19436.1-2013机械电气安全电敏保护设备第1部分：
一般要求和试验
GB/T19436.2-2013机械电气安全电敏保护设备第2部分：
使用有源光电保护装置（AOPDs）设备的特殊要求
GB/T19671-2005机械安全双手操纵装置功能状况及设计原则
GB/T19876-2012机械安全与人体部位接近速度相关的安全防护装置的定位
GB/T23821-2009机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离
GB/T25078.1-2010声学低噪声机器和设备设计实施建议第1部分：
规划
GB/T28780-2012机械安全机器的整体照明
ISO9355-1:
1999显示和控制指示器设计的人类工效学要求第1部分:
显示和控制指示器人机交换（Ergonomicrequirementsforthedesignofdisplaysandcontrolactuators--Part1:
Humaninteractionswithdisplaysandcontrolactuators）
ISO9355-2:
1999显示和控制指示器设计的人类工效学要求第2部分:
显示（ErgonomicrequirementsforthedesignofdisplaysandcontrolactuatorsPart2:
Displays）
3 术语和定义
GB/T15706-2012中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
液压裁断机hydrauliccuttingpress
通过液压系统将能量传递给刀模，实现对柔性物料进行冲裁、切断的机器。
3.2
摇臂式液压裁断机hydraulicswingarmcuttingpress
工作台固定在下方，在工作台上方配有一个可做约180°水平圆弧运动的摇臂，液压系统将能量通过摇臂上的裁断面传递给刀模，实现对柔性物料进行冲裁、切断的机器。
注：
该液压裁断机的摇臂操作可分手动与机动，见图1、图2、图3。
3.3
压头移动式液压裁断机hydraulictravellingheadcuttingpress
工作台面固定于下方，在上横梁上装配可移动的裁断压头，可沿工作台面宽度内作左右水平移动而对柔性物料进行冲裁、切断的机器。
（见图4）
3.4
横梁下压式液压裁断机hydraulicbeamcuttingpress
裁断面固定在垂直移动的横梁上且与两端相联接支撑，对柔性物料进行冲裁与切断的机器。
（见图5）
3.5
横梁水平后移式液压裁断机hydraulicbeamcuttingpresswithrecedinghead
该液压裁断机的上横梁在对柔性物料进行冲裁、切断完成时，其在行程最高处可以进行水平向后移动的机器。
（见图6）
3.6
带有手动或机动送料器的横梁式液压裁断机hydraulicbeamcuttingpresswithmanualorpoweredtrayfeeder
裁断面固定在液压裁断机垂直移动的横梁上，且与两端相联接，同时在下工作台面上配有手动或机动送料装置的机器。
（见图7）
3.7
铰链模架不附着于横梁的液压裁断机hydraulicbeamcuttingpresswitharticulateddiecarriernotattachedtothebeam
装备有全方位可移动裁断刀模的支架臂，以及带定心和夹紧装置的旋转式模架，同时可以卡紧整个裁断刀模，从而来实现冲裁与切断的机器。
（见图8）
3.8
带有手动或机动送料器的液压裁断及冲孔机hydraulicpunchingandperforatingcuttingpresswithmanualorpoweredtrayfeeder
工作台面由静止裁断面之下的环形机架支撑，且只能做垂直上下运动来完成裁断或冲孔的机器。
（见图9）
3.9
C型机架液压裁断机C-framehydrauliccuttingpress
上裁断面和下工作台面均在一个C型机架内，上裁断面只能在该C型机架内做垂直上下运动来完成裁断的机器。
（见图10）
3.10
自动液压裁断机automatichydrauliccuttingpress
刀模连续或间断地重复所有规定动作且每个动作周期间无需手动操作来完成冲裁或切断工作的机器。
（见图11、图12、图13）
3.11
裁断垫板cuttingpad
置于工作台面上，裁断作业时用以承接刀模的部件。
3.12
工作台面countertops
裁断或冲孔作业时刀模工作的整个区域。
3.13
刀模cuttingtool
刀具或具有一个或多个预制刃口的模具或冲头。
注：
液压裁断机是通过将能量传递给刀模来完成裁断作业。
3.14
送料系统feedsystem
将待裁断或冲孔的物料输送至裁断或冲孔作业区域的系统（见3.17）。
3.15
工作区域workingarea
液压裁断或冲孔机可以完成裁断或冲孔作业的区域。
3.16
上裁断压头cutthehead
安装于机器横梁工作导轨上，在裁断作业时给刀模施加压力的部件。
3.17
裁断面cuttingsurface
安装在裁断横梁与裁断压头上的部件，在裁断时与刀模接触。
3.18
推板式送料器trayfeeder
可移动工作台，用作横梁式液压裁断机或冲孔机的裁断或冲孔工作台面。
（见图7、图9）
3.19
工作循环workingcycle
完成一个裁断或冲孔作业所需的全部机器动作。
说明：
1——控制装置；
2——摇臂；
3——裁断垫板；
4——裁断面。
图1摇臂式液压裁断机
说明：
1——裁断垫板；
2——手动摇臂；
3——裁断面；
4——控制装置；
5——刀模。
图2手动摇臂式液压裁断机的危险区域（L区、S1区、T区）
说明：
1——裁断垫板；
2——机动摇臂；
3——裁断面；
4——控制装置；
5——刀模；
6——基准点A；
7——基准点B；
8——电敏防护装置。
图3机动摇臂式液压裁断机的危险区域（L区、S1区、S2区、T区）
说明：
1——裁断垫板；
2——移动裁断压头；
3——裁断面；
4——控制装置；
5——刀模；
6——电敏防护装置；
7——机动送料系统。
图4压头移动式液压裁断机的危险区域（L区、S1、S2区、T区）
说明：
1——裁断垫板；
2——上裁断横梁；
3——横梁裁断面；
4——控制装置；
5——刀模；
6——电敏防护装置；
7——机动送料系统。
图5横梁下压式液压裁断机的危险区域（L区、T区）
说明：
1——裁断垫板；
2——可水平移动横梁；
3——横梁裁断面；
4——控制装置；
5——刀模；
6——电敏防护装置。
图6横梁水平后移式液压裁断机的危险区域（L区、S1区、S2区、T区）
说明：
1——裁断垫板；
2——横梁裁断头；
3——横梁裁断面；
4——控制装置；
5——刀模；
6——手动或机动拖盘式送料机构；
7——电敏防护装置。
图7带有手动或机动送料器的横梁式液压裁断机的危险区域（L区、S1区、S2区、T区）
说明：
1——裁断垫板；
2——横梁裁断头；
3——横梁裁断面；
4——控制装置；
5——刀模；
6——铰链式模架装置；
7——电敏防护装置；
图8铰链模架不附着于横梁的液压裁断机的危险区域（L区、T区）
说明：
1——裁断或冲孔垫板；
2——推板式送料机构；
3——固定式裁断面或冲孔面；
4——控制装置；
5——刀模或冲孔模；
6——防护后罩。
图9带有手动或机动送料器的液压裁断及冲孔机的危险区域（L区、T区）
说明：
1——裁断垫板；
2——刀模；
3——裁断面；
4——控制装置。
图10C型机架液压裁断机的危险区域（L区、T区）
说明：
1——裁断垫板（皮带式）；
2——后方可移动防护装置；
3——电敏防护装置或前方可移动防护装置；
4——控制装置。
图11皮带送料压头移动式自动液压裁断机危险区域（L区、S区、T区）
说明：
1——控制装置；
2——电敏防护装置或前方可移动防护装置；
3——后方可移动防护装置。
图12辊轴送料压头移动式自动液压裁断机危险区域（L区、S区、T区）
说明：
1——裁断垫板（推板式）；
2——电敏防护装置；
3——上横梁裁断面；
4——控制装置；
5——后方可移动防护装置。
图13气动夹料横梁式自动液压裁断机的危险区域（L区、T区）
4
重大危险
4.1 表1给出了本标准所有机器应关注的重大危险、危险情况及相关事项。
这些重大危险是通过对该类机械设备进行风险评估而认定的，同时要求采取相应措施来排除或降低这些风险。
4.2 图2至图13注明了机器可能导致的危险区域，简图仅作说明。
该重大危险表以GB/T15706-2012第5章风险评估为基础，在引用本标准前，应对机器进行风险评估以确认其是否包含于表1所给出的重大危险。
表1重大危险
序号
危险区域
危险源
危险类型
危险所涉及的
图号
1
机械危险
1.1
裁断面与裁板面之间的区域（图片中以“T”标出
裁断面至裁板面的闭合行程
挤压
图2～图13
1.2
裁断压头移动区域（图中以“S1”标出），裁断压头与侧架之间的空隙（图中以“S2”标出）
裁断压头可移动区域及裁断压头与左右侧架内侧边缘的区域
撞击
图3、图4、图6、图11、图12
拉入并卡住
图3、图4
挤压
图3、图4、图11、图12
擦伤
图2、图3、图4
1.3
裁断横梁移动区域（在图片中以“S1”标出）
刀模跌落
撞击
图6
1.4
裁断面与刀模或刀模与裁板面之间的区域（在图片中以“L”标出）
下列闭合过程：
—裁断面到刀模
—刀模到裁板面
挤压或裁切
图2～图13
挤压
图2～图7、图9、图10
裁切
图2～图13
1.5
旋转及夹送部件的吸入区域
传动机械装置及供料系统
缠结
拉入并卡住
挤压
图4、图5、图6、图9、图11、图12、图13
2
电气危险
触电，直接或间接由下列原因导致：
元件失效、绝缘失效、设计错误，安装错误，或电气设备的元件规格不正确
触电，烧伤
3
噪声
噪声源包括：
刀模对所加工物料的作用、液压装置、气动排气、裁断面部件移动
听力受损
干扰讲话、交流、及音频信号导致
生理失调
4
功能性障碍
供能供电故障（无规律，停电，突然接通）
突然动作或流程突然启动所造成的危险
控制系统故障（安全装置及机器控制发生故障）
危险突发动作（突然启动或关闭动作）可能造成的所有危险
装配错误
危险的突发动作
5
高压液体
由于液压机构故障（液压软管、配件、及管子破裂）所造成的高压液压体喷射或零部件爆裂飞出
被高压热油或管子烫伤及零部件爆裂飞出击伤
6
忽视工效学原则
装货或卸货过程过于费力
肌肉骨骼损伤、重复性劳损
设计（在工作区）与人体解剖学不一致
肌肉骨骼损伤、重复性劳损
不良的操作运动
疲劳
控制图、布置图、及图表绘制拙劣
疲劳（心理压力）
灯光条件差
视疲劳
5 安全要求及防护措施
5.1 总则
机器均应遵守本章所规定的相关安全要求及防护措施。
对于本标准未涉及的，也非重大危险（例如，结构件的锐利边缘），在设计这些机械零件及装置时还应符合GB/T15706-2012第6章的规定。
因采用B级标准（如GB/T23821-2009，GB/T16754-2008，GB/T5226.1-2019等）而减少的危险，制造商在对这些危险进行风险评估时，应采用B级标准的原则。
这些特定的风险评估，当对机器进行一般风险评估时，其内容也属于评估组成的一部分。
5.2 液压裁断机及冲孔机一般要求
机械设备
对传动部件造成危险的防护
应采用下列装置来防护因传动部件（如：
皮带轮、皮带、齿轮、齿条等）所造成的危险：
a）符合GB/T8196-2018中第5章的规定。
b）符合附录A的不带防护锁定的可活动联锁防护装置的规定,且符合GB/T8196-2018、GB/T18831-2017中的4.2的规定。
对活动机件、送料系统、刀模及工件的危险动作的防护
对活动机件、送料系统、刀模及工件的危险动作做出安全防护时，应按照GB/T15706-2012第5章所做出的风险评估，并优先采用最高级别的防护，同时还应采用下列装置：
a）符合GB/T8196-2018第5章的规定；
b）符合GB/T8196-2018第5章的规定及GB/T23821-2009表1、表3或表4中所给出固定式安全间距。
如无法提供上述防护措施，则应配备其它有效装置，但该装置在人员进入危险区之前，危险动作应停止，符合以上要求的装置有：
——符合附录A的不带防护锁定的可活动联锁防护装置，且符合GB/T8196-2018、GB/T18831-2017的规定；对于本标准所涉及的机器，不带防护锁定的可活动联锁防护装置可以采用。
——脱扣装置应符合GB/T19436.1-2013、GB/T19436.2-2013与GB/T19876-2012第6章的电敏保护设备，或满足附录C的机械脱扣装置；
——符合GB/T19671-2005与GB/T19876-2012第8章的双手控制装置。
上述要求在5.3的各种类型机器相关的分条款中给出了一些具体应用。
两人交替操作的机器的安全防护
当安装有推板式双边自动送料机构的压头移动式液压裁断机或横梁下压式液压裁断机（由两人交替操作，一人在前面，另一人在后面），其前后的安全防护措施应完全一样。
其设计应确保安全，任何动作只能由处于工作状态的操作人员发出，而另一位操作人员一侧的安全防护措施也处于正常运转状态。
电气设备
电气系统和设备的基本要求如下：
1——交流电源应符合GB/T5226.1-2019中4.3.2的规定；直流电源应符合GB/T5226.1-2019中4.3.3的规定；
2——所有电路或部件均应按GB/T5226.1-2019中6.2的规定进行防护；
3——停止操作应符合GB/T5226.1-2019中9.2.3.3及9.2.3.4的规定，停止功能和紧急断开为0类；
4——失效控制应符合GB/T5226.1-2019中9.4.1及9.4.2的规定，并按9.4.3进行防护；
5——外壳防护等级应按GB/T5226.1-2019中11.3的规定，至少为IP22。
所有需进行重新调试或更改工作流程的操控装置应设置在电器控制柜之外。
电气调试的控制对象包括送料、速度、时间、温度或压力变化等。
降噪
降噪设计的一般要求
在设计时应符合GB/T25078.1-2010第4章和第5章的规定，从根源上降低噪声。
降噪是设计工作的一个重要组成部分，在进行降噪设计时应特别注意下列一项或多项特征：
a）通过实现转动部件的静平衡或动平衡来降低振动；
b）通过提升活动件的质量及其加速度来降低其内部的振动；
c）通过采用过大的过盈配合来降低转动轴承在受到裁断时会产生的过大间隙；
d）选取并设计合适的能量传递机构以消除弹跳；
e）选取并设计合适的传动零件（如：
齿轮、皮带轮、皮带、轴承等）；
f）对机械结构进行优化设计达到减振并避免共振。
注：
以上所列从根源上降低噪声的技术措施仅为一部分，这些措施不仅限于此。
这些措施是推荐性的，而非强制性的。
制造商也可参照GB/T25078.1-2010采用其它具有相同或更好效果的适当措施；另外关于机械装置的噪声产生机制，在GB/T25078.2-2010中也给出了一些有用的信息。
通过防护装置降低噪声
如不能在设计时从根源上降低噪声，则应考虑以下方式：
a）安装机座防振垫以降低传递至地面的振动；
b）对气动排气进行消音处理，对液压回路进行减振和消音处理；
c）制造商也可以使用其它具有相同或更好效果的装置来实现降低噪声的要求。
降噪说明
如果设计阶段的降噪研究表明，在采取了所有可能的技术措施之后，发出的噪声等级仍处于一个很高的状态时，操作人员应采取进一步的防护措施，在产品使用说明中添加附注信息（见7.4）。
高压介质
为防止高压液体喷射或零部件爆裂飞出，机器的液压及气动系统应符合GB/T15706-2012中6.2.10的规定，也可按照GB/T3766-2015的5.4.5及GB/T7932-2017第9章的规定。
控制系统
所有机器在工作区均应安装有启动和停机控制装置。
如果有任何其它因素的介入，这些装置应自动进入一种安全防护状态：
a）液压控制系统应符合GB/T3766-2015中5.3.2、5.4.1～5.4.8的规定。
b）气动控制系统应符合GB/T7932-2017中4.3的规定。
c）电气控制设备应符合5.2.2的规定，对具体设备的控制要求见5.3。
d）显示和控制指示器的设计应符合ISO9355-1:
1999，ISO9355-2:
1999的规定。
当安装有电敏保护设备的机器，在下列情况下，该装置可以自动重启工作循环：
a）该装置检测出已恢复安全操作状态；
b）每个工作循环都应有周期性通道；
c）操作者不可能站在防护区以内；
d）工作循环时间小于1min。
在上述情况下，机器的防护应按GB/T19436.1-2013的规定，采用第四种类型防护装置，其控制系统的相关零部件应符合GB/T16855.1-2018表2定义的“e”级性能水平。
当正常工作需有周期性通道时，除满足下列条件，还应符合GB/T19671-2005表1中IIIC型的双手控制装置和附录C的脱扣装置，才能作防护装置之用：
a）控制系统与启动或重启相关的零部件应符合GB/T16855.1-2018表2所定义的“e”级性能水平；
b）气动或液压系统的设计应符合附录D的规定：
当某一元件发生故障时，应不能引起意外危险动作；同时其相关的零部件应符合GB/T16855.1-2018表2所定义的“c”级性能水平。
当正常工作不需要周期性通道时，控制系统与启动或重启相关的零部件最低应符合GB/T16855.1-2018表2所定义的“d”级性能水平：
a）如果使用了电子位置传感器，这些传感器应满足GB/T14048.10-2016的要求；
b）不允许有单独的压力、时间、程序控制指令。
对于控制系统中非电类安全相关零部件的设计应符合：
a）具有与所使用防护装置相同的安全性能等级；
b）符合附录D的规定，且符合GB/T16855.1-2018表2所定义的“c”级性能水平。
对控制系统中电气类安全相关零部件的设计，应符合任何电气类元器件发生故障时，都不能自动开启启动功能的规定，且最低应符合GB/T16855.1-2018表2所定义的“d”级性能水平。
在采用可编程电子系统（PES）的情况下，不应降低本标准中所规定的安全级别，同时，与安全相关的功能也不能仅依靠单通道的PES，此情况可以通过下列途径来实现：
a）布硬线控制系统；
b）重复的固态继电器切换（不可编程）；
c）已确立安全等级的可编程电子系统。
当危险动作被独立于这些控制系统之外，应在机械动作完全切断后才能进入危险区。
这时5.2.5.4～5.2.5.6的规定将不再适用。
当设计有多个操作模式的机器或可以被多种安全装置保护的机器，均应按照GB/T15706-2012中6.2.11.9和6.2.11.10的控制模式来选择可靠装置：
a）控制模式：
自动操作、手动操作、换刀模式、设定模式；
b）模式选择本身不可启动操作，应由操作人员做出下一个指令才能启动。
急停装置
除5.3.10之外的所有机器，其电源切断装置均可用作急停之用。
见GB/T5226.1-2019的10.7.3。
人类工效
在设计时应充分考虑GB/T15706-2012中6.2.8所描述的人类工效学原则。
还应考虑以下各项：
a）操作人员的高度；
b）操作人员的姿势与动作；
c）维修人员体力；
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