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 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 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 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
﹏﹏﹏
- Safety of machinery. Mechanical safety data for physical contacts between moving machinery or moving parts of machinery and persons [⤣]
- https://zpe.gov.pl/a/wspolczynnik-tarcia/DoEfUqeWf [⤣]
- 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, przyjmuje się 1,6 m/s. [⤣]
Dodaj komentarz