GBT 174541机械安全 压敏保护装置 第1部分压敏垫和压敏地板的设计和试验通则Word文件下载.docx
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GB5226.1--2002机械安全
机械电气设备
通用技术条件(IEC60204-1:
2000,IDT)
GB7251.1--2005低压成套开关设备和控制设备第1部分:
型式试验和部分型式试验成套设备(IEC60439-1:
1999,IDT)
GB/T15706.1--2007,
机械安全
基本概念与设计通则
基本术语和方法
(IS012100-I:
2003,IDT)
GB/T15706.2--2007机械安全基本概念与设计通则第2部分:
技术原则(IS012100-2:
2003,IDT)
GB/T16855.1--2005机械安全控制系统有关安全部件第1部分:
设计通则(IS013849-1:
1999,IDT)
GB/T17626.2电磁兼容第4部分:
试验和测量技术第2节:
静电放电抗扰度试验一基本电磁兼容出版物(GB17626.2--2006,IEC61000-4-2:
2001,IDT)
GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(GB
17626.3--2006,IEC61000-4-3.2002,IDT)
GB/T17626.4
电磁兼容
试验和测量技术
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(GB
17626.4-1998,idtIEC61000-4-4:
1995)
GB/T17626.5
电磁兼容试验和测量技术
浪涌(冲击)抗扰度试验(GB/T17626.5-1999,idtIEC61000-4-5:
GB/T17799.2
通用标准
工业环境中的抗扰度试验(GB/T17799.2-2003,
IEC61000-6-2:
1999,IDT)
GB17799.3
电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的发射标准(GB17799.3-2001,IEC61000-6-3:
1996,IDT)
GB18209.2机械安全
指示、标志和操作
标志要求(GB18209.2-2000,idtIEC61310-2:
GB/T19876
机械安全
与人体部位接近速度相关防护设施的定位(GB/T19876-2005
IS013855:
2002,MOD)
IS06431:
1992气压传动
1000kPa(10bar)系列、缸内径32mm~320mm的可拆式单杆气缸
安装尺寸
EN982:
1996
机械安全液压流体动力系统及其部件昀安全要求
液压
EN983:
1996机械安全液压流体动力系统及其部件的安全要求气动
3术语和定义
GB/T15706.1确立的以及下列术语和定义适用于本部分。
3.1
压敏垫
pressure-sensitivemat
由一个(或一组)能感应所施加压力的传感器、控制单元和一个或多个输出信号开关装置组成的安全装置,用于感测站立在或踩踏到该垫上的人员。
见图1和GB/T
15706.1-2007中的3.26.5。
注:
当传感器被致动时,压敏垫的有效敏感区是产生局部变形的.
3.2
压敏地板
pressure-sensitivefloor
由一个(或一组)能感应所施加压力的传感器、控制单元和一个或多个输出信号开关装置组成的安全装置,用于感测在该地板上站立或踩踏到其上的人员。
见图1和GB/T15706.1-2007中的3.26.5。
当传感器被致动时,压敏地板的有效敏感区是整体移动的。
3.3
传感器sensor
压敏垫或压敏地板的组成部分,它包含有效敏感区,在该敏感区施加致动力会使从传感器传至控制单元的信号改变状态。
3.4
有效敏感区
effectivesensingarea
压敏垫或压敏地板中的传感器或传感器组的上表面能对致动为产生响应的那部分区域(见4.2)。
3.5
控制单元
controlunit
响应传感器状态并控制输出信号开关装置状态的装置。
控制单元也可以监测压敏垫或压敏地板的完整性(参见GB/T16855.1-2005中的第6章“类别”),并且可以包含处理复位信号的装置。
控制单元可以与机器控制系统集成在一起。
3.6
输出信号开关装置outputsignalswitchingdevice
压敏垫或压敏地板的组成部分,当传感器或监测功能装置被致动时,会产生一个断开(OFF)状态的响应。
输出信号开关装置可以与机器控制系统集成在一起。
3.7
致动力
actuatingforce
在传感器有效敏感区产生压力并引发输出信号开关装置处于断开(OFF)状态的力。
3.8
复位reset
假如满足一定条件,允许输出信号开关装置处于接通(ON)状态的功能。
3.9
输出信号开关装置接通(ON)状态ONstateofoutputsignalswitchingdevice(s)
输出回路接通,电流或流体处于可流动的状态。
3.10
输出信号开关装置断开(OFF)状态OFFstateofoutputsignalswitchingdevice(s)
输出回路断开,电流或流体的流动被中断的状态。
3.11
响应时间
responsetime
从压力施加到有效敏感区开始到输出信号开关装置开始处于断开状态时所经历的时间(见4.3)。
3.12
死区deadzone
传感器上表面除有效敏感区以外的部分。
1——压敏垫或压敏地板输出信号处理部分;
2——传感器;
3——控制单元——可以与机器控制系统集成;
4——输出信号开关装置—可以与机器控制系统集成;
5——机器控制系统中处理压敏垫/压敏地板输出信号的部分;
a——致动力;
b——传感器输出;
c——接通状态/断开状态信号;
d——手动复位信号(需要时可选g)
e——来自机器控制系统的复位信号(需要时);
f——监测信号(可选);
g——对机器控制系统的手动复位信号(需要时可选d);
h——机器控制系统。
图l压敏垫或压敏地板与机器的连接
4要求
4.1一般要求
压敏垫和压敏地板应能感测到站立在或踩踏到有效敏感区上的人员。
4.2致动力
4.2.1单个传感器(试验方法见7.4.1和7.4.2)
在工作温度范围内,当试件(见图2)以2mm/s的最高速度作用于有效敏感区时,压敏垫或压敏地板应对表1中规定的致动力产生响应。
对于感测体重大于35kg人员的压敏垫和压敏地板,采用试件l、试件2和试件3进行测试;
对于感测体重大于20kg人员(如儿童)的压敏垫和压敏地板,应附加采用试件4进行测试。
表1致动力
试
件
致动力/N
采用的测试方法
编号
直径d/mm
l
11
300
对于感测体重大于35kg人员的压敏垫和压敏地板
2
80
3
200
600
对于感测体重大于20kg人员(如儿童)的压敏垫和压敏地板的附加测试
4
40
150
4.2.2.传感器组合(试验方法见7.4.3和7.4.4)
当有效敏感区由一个以上的传感器组成时,只采用表l中的试件2对感测体重大于35kg人员的压敏垫和压敏地板的接缝和结点进行测试并应满足4.2.1的要求。
对于感测体重等于或大于20kg人员(如儿童)的压敏垫和压敏地板的接缝和结点,应只采用试件2和试件4进行测试。
对于有效敏感区的接缝和结点以外的其他部分,应符合4.2.1的要求(见表1)。
单位为毫米
1--用胶粘接的橡胶垫,A型邵氏硬度60HS±
5HS:
2--钢.
a仅用于安装。
直径d见表1.
图2试件
4.3响应时间(试验方法见7.5)
制造商应声明响应时间,并且响应时间在整个工作温度范围内不应超过200ms。
响应时间是a)和b)之间的时间:
a)试件以0.25m/s的速度垂直地触及到有效敏感区的时刻;
b)输出信号开关装置转换到“断开”状态开始的时刻(见图A.1~图A.3)。
规定200ms的限值是为了防止施加短步距脉冲而使安全装置失效。
4.4静载荷(试验方法见7.6)
4.4.1在有效敏感区内,通过试件2(见图2)施加2000N±
50N的静力8h后,卸除力2min内输出信号开关装置应改变状态,并且lh后上表面最低处的变形不应超过2mm。
4.4.2在4.4.1所使用过的有效敏感区内的另一位置,通过试件l(图2)施加750N±
20N的静力8h,卸除力lh后上表面最低处的变形不应超过2mm。
4.5动作次数(试验方法见7.7)
4.5.1压敏垫或压敏地板执行其功能应达到标准的预期动作次数。
4.5.1.1压敏垫或压敏地板在5个位置的每一位置,其预期动作次数均为100000次(5个位置总计500000次)。
如果有效敏感区是由传感器组合构成,此要求应适用于传感器组合。
4.5.1.2对于在其他位置上的单个传感器来说,其预期动作次数是一百多万次。
4.5.2在满足了4.4和4.5.1的要求以后,压敏垫和压敏地板还应满足4.2和4.3的要求。
4.6传感器的输出状态(试验方法见7.8)
当致动力作用于有效敏感区时,传感器输出信号的值或状态应改变,并会使输出信号开关装置转换到断开状态。
这个值或状态应保持输出信号开关装置的断开状态直至卸除致动力为止(见图A.1~图A.3)。
4.7输出信号开关装置对致动力的响应(试验方法见7.9)
4.7.1一般要求
当致动力作用于有效敏感区时,输出信号开关装置应从“接通”状态转换到断开状态。
只要施加着致动力,输出信号开关装置就应一直保持在断开状态。
4.7.2有复位功能的装置
对于有复位功能的压敏垫或压敏地板,复位信号应通过手动直接施加到安全装置的控制单元,或应通过手动由机器控制系统施加(见图1)。
复位应执行以下两种功能:
a)启动被抑制的联锁装置
动力源接通时,在未施加复位信号之前输出信号开关装置应一直保持断开状态;
b)
重新启动被抑制的联锁装置
卸除致动力后,并只有在施加复位信号以后,输出信号开关装置的输出才应转换到接通状态。
如果在施加致动力前或施加致动力时连续地施加了复位信号,则卸除致动力后输出信号开关装置的输出不应转换到接通状态(见图A.1和图A.2)。
复位信号应控制传感器和输出信号开关装置的输出(见图A.1),或应只控制输出信号开关装置的输出(见图A.2)。
4.7.3无复位功能的装置
对于无复位功能的压敏垫或压敏地板,在致动力卸除以后,输出信号开关装置的输出信号当动力接通时应转换到接通状态(见图A.3)。
如果使用无复位功能的装置,则宜在机器控制系统中提供复位功能(见GB/T16855.1--2005中的5.4)。
4.8维护性进入(试验方法见7.10)
应对压敏垫或压敏地板采取密闭措施.需要时,只有借助于钥匙或工具才能进入压敏垫或压敏地板的内部。
4.9调整(试验方法见7.11)
应使用户无法调整致动力和响应时间。
在供方声明压敏垫或压敏地板的组件能够单个更换时,这种更换不应降低压敏垫或压敏地板的整体性能,且不需任何调整。
4.10连接(试验方法见7.12)
应按型号、形状、标志或标识(或其组合)清楚正确地配置插头/插座。
在压敏垫或压敏地板内有可互换的不同外形的元件的场合,这些元件的不正确替换或更换不应因失效而产生危险。
如果通过插头和插座连接传感器或子系统,则将传感器或子系统从控制单元或在控制单元内的插头和插座处去除或断开时,应使输出信号开关装置转换到断开状态。
4.11
环境条件(试验方法见7.13)
在下面给出的环境条件下或在制造商声明的任一较宽的范围内,压敏垫或压敏地板应连续工作。
4.11.1温度范围
在5℃~40℃温度范围内,压敏垫或压敏地板应满足4.2.1和4.3的要求。
扩展的环境温度范围可以是-25℃~+40℃和5℃~70℃。
4.11.2湿度
对湿度的要求应与GB/T2423.3--1993的试验Ca一致,试验周期为4天。
4.11.3电磁兼容性
经过按7.13.4中表4的规定以3级特征值试验后,压敏垫或压敏地板应连续正常工作。
4.11.4振动
下列关于振动的要求只适用于控制单元和输出信号开关装置并应符合GB/T2423.10的规定:
——频率范围10Hz~55Hz;
——位移0.15mm;
——每轴向10个循环;
——扫描速率1oct/min。
由于传感器的尺寸和外形总是变化的,因此对其规定专门的振动要求是不实际的。
传感器一般都固定在地面上,在这种情况下通常是非临界状态的振动。
当传感器固定在机器的某个部件上时,宜考虑振动的影响,见附录B。
4.12动力源
4.12.1
电动力源(试验方法见7.14)
压敏垫或压敏地板应满足GB5226.1--2002中4.3的要求。
4.12.2非电动力源
对于非电动力源,制造商应规定标称压力和保持正常运行的压力允差范围。
在无过压保护装置的场合,当压力变化超出工作范围时不应导致失效而产生危险。
工作范围以下的压力变化不应导致失效而产生危险(见EN982和EN983)。
对此类装置尚未规定试验方法。
4.13电气设备(试验方法见7.15)
4.13.1一般要求
压敏装置的电气设备(部件)应:
——符合现行的国家标准;
——适合预定使用;
——在给定等级内工作。
4.13.2抗电击保护
电器设备对电击的保护应符合GB5226.1-2002中6.1、6.2和6.3的规定。
4.13.3过电流保护
电器设备对过电流的保护应符合GB5226.1-2002中7.2.1、7.2.3、7.2.7、7.2.8和7.2.9的规定。
宜为用户提供压敏装置可能需要的熔断器最大额定值,或提供与输出信号开关装置的输出连接点相连接电路的过电流保护装置的最大设定值。
4.13.4污染等级
电气设备应符合GB7251.1-2005的6.1.2.3中污染等级2级的规定。
4.13.5
电气间隙、爬电距离和隔离距离
电气设备的设计和结构应符合GB7251.1-2005中7.1.2的规定。
4.13.6布线
电气设备布线应符合GB7251.1-2005中7.8.3的规定。
4.14外壳(试验方法见7.16)
4.14.1
传感器外壳
传感器外壳最低防护等级应为GB4208中的IP54.
当制造商规定传感器可以浸在水中时,这种场合的传感器外壳最低防护等级应为GB4208中的IP67。
4.14.2
控制单元和输出信号开关装置外壳
控制单元外壳最低防护等级应为GB4208中的IP54.当设计要将控制单元安装在其他控制设备的外壳内时,该外壳最低防护等级应为GB4208中的IP54,该控制单元的最低防护等级应为GB4208中的IP2X。
输出信号开关装置的外壳也应满足本条要求.
4.15符合GB/T16855.1的控制系统有关安全部件的类别(试验方法见7.17)
4.15.1
压敏垫和压敏地板应满足对其所规定和标记的类别要求。
GB/T16855.1-2005的第6章定义了它们的这些类别。
4.15.2传感器、控制单元和输出信号开关装置最低应满足l类的要求。
为要满足1类的要求,该系统最低应满足本部分的要求和GB/T16855.1-2005的相关要求.
4.15.3
电子控制单元最低应满足2类的要求。
注1:
传感器、控制单元和输出信号开关装置可有各自不同的类别。
注2:
当评定控制单元的类别时,宜将能被监测的传感器及其连接的故障条件都考虑进去。
注3:
制定本部分时,大部分传感器还不能满足2、3和4类规定的所有要求,特别是在考虑到机械损害和长期磨损的情况下。
4.16传感器的固定(试验方法见7.1.2)
应提供传感器永久固定的方式。
4.17防绊倒(试验方法见7.1.2)
在传感器或其附加覆盖物的外部边缘存在能使人绊倒的危险场合,应做成适当的斜坡。
斜坡与水平面的坡度不应超过20°
,并应通过对比色或标志予以区别。
斜面不应形成物理障碍或造成其他危险。
在有传感器组合和(或)附加覆盖物的情况下,应采取措施以使传感器间接缝和结点处的绊倒危险减至最小。
鉴于目前还没有关于这方面的试验方法标准,因而经协商同意可以考虑采用GB17888.2规定的相应试验方法。
4.18传感器上表面的防滑和软化(试验方法见7.18)
应对传感器的上表面采取防滑措施,以使在预期工作条件下的滑倒危险减至最小。
4.19传感器上表面的附加覆盖物(试验方法见7.19)
本部分的全部要求均应适用于装有附加或可更换覆盖物的传感器,例如:
有防护板的传感器(见附录C)。
4.20
由于阻塞或侵入而导致的失效(试验方法见7.20)
不应存在由于在传感器、传感器组合或它们相关的连接部分下面堆积了尘土和金属屑等异物而导致失效的风险。
5标识(试验方法见7.1.2)
5.1一般要求
压敏垫或压敏地板应按GB/T15706.2~2007中6.4和GB5226.1--2002中18.1进行标识。
在压敏垫或压敏地板部件的预期寿命内,其上的所有标牌和标志都应牢固、持久(见GB18209.2)。
5.2控制单元的标识
控制单元的标牌还应包含下列信息,或指明哪里可以获取下列信息:
a)按GB/T16855.1划分的类别,规定类别只适用于控制单元,还是适用于整个系统;
b)响应时间;
c)有无复位功能;
d)部件编号。
5.3传感器的标识
传感器的标牌还应包含下列信息,或指明哪里可以获取下列信息:
a)按GB/T16855.1划分的类别;
b)是否适合感测体重大于20kg的人员(如儿童);
c)响应时间;
5.4其他部件的标识
根据使用信息应识别出能替换的压敏垫或压敏地板的零部件。
6使用信息
6.1
一般要求
提供给用户的信息及其表述方式应符合GB/T15706.2--2007第5章的规定。
6.2使用说明书(试验方法见7.1.2)
6.2.1一般要求
使用说明书(如手册)应包括5.2.2—6.2.6所述的对于此类装置安全安装、使用和维修必需的全部信息,见附录B和附录D。
使用说明书应包括下述信息。
6.2.2应用
6.2,2.1
装置的详细描述和警告
“类别符合GB/T16855.1规定的机器上用的压敏垫和压敏地板在C类标准中予以叙述。
”
在没有C类标准的场合,应遵循GB/T15706.1--2007的5.2和GB/T16856中规定的原则进行风险评价,该原则表明了依照GB/T16855.1--2005附录B选择合适类别的安全装置的重要性。
6.2.2.2装置特点
a)符合GB/T16855.1的类别。
1)对单个传感器的形状和尺寸包括有效敏感区的限定;
2)对能与一个控制单元一起使用的传感器组合中的个数和尺寸的限定;
3)部件闻的连接。
b)压敏垫或压敏板的各单个部件间的连接长度和连接件的类型,如电缆规格、插头和插座的限定。
1)装配——如何组合传感器;
2)
传感器和控制单元的装配;
3)
每平方米传感器的质量和控制单元的质量;
4)传感器附加覆盖物的详细资料(需要时);
5)
响应时间;
6)动力源要求;
7)
符合GB4208的控制单元外壳的技术规格;
8)
输出信号开关装置的开关容量;
9)
输出信号开关装置的配置;
10)
感测诸如手杖和助行架等助行器械的适用性。
c)应提供所需的与危险位置相关的有效敏感区的计算公式,并应给出公式应用的典型示例(见GB/T19876和C.3.3.
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