起重机械防碰装置安全技术规范

'LD64-94起重机械防碰装置安全技术规范Liftingappliances—Anticollisiondevice—Safetytechnologycode自1995-1-1起执行1适用范围本标准规定了起重机械防碰装置的分类、技术要求、试验方法，检验规则和安全管理办法。本标准适用于光线式、微波式、超声波式起重机械防碰装置（以下简称“装置”）。2引用标准GB998低压电器基本试验方法。GB4942.2低压电器外壳防护等级。GB2423.3电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法。3术语3．1防碰功能anticollisionfunctions装置在规定距离自动发出警报、减速或者停止信号的功能。3．2防碰主体mainanticollisonbody能执行规定防碰功能的起重机械。3．3防碰客体secondaryanticollisonbody要防止与防碰主体碰撞的物体。3．4最大检测距离maximumrange装置能执行规定防碰功能的最大距离。对于直射型装置，是从发射部分到接收部分检测波法线距离；对于反射型装置，是指从发射部分到反射体验测波法线距离。3．5设定距离setdistance装置执行规定防碰功能时，防碰主体与客体之间的最大间距。3．6故障failure装置不能执行规定防碰功能或误差超过规定值。4分类4．1型式4．1．1功能型式a．警报型。能在规定距离发出声光警报。b．减速型。具备警报型功能，并能在规定距离发出控制防碰主体自动减速的信号；c．停止型。具备警报型功能，并能在规定距离发出控制防碰主体停止运行的信号；d．综合型。具备减速型和停止型功能。4．1．2结构型式a．反射型。检测波经反射物体反射后接收。b．直射型。检测波不经反射上接接收。4．2规格装置最大检测距离应从下列数值（m）中选择：5，10，15，20，25，30，40，50，60，70，80。4．3型号4．3．1装置型号由六部分组成，其符合及意义见表1。 表14．3．2型号示例5技术要求5．1电源装置上不得装设可切断装置供电电源的开关。5．2自检装置应设自检功能，使有关人员能判断装置是否工作正常。5．3材料与构造装置所用元器件除应符合各自产品标准外，还应符合本标准规定并经严格筛选。各安装件、联接件应有防松动措施。金属件应作防腐蚀处理。装置的构造应便于安装、调整和维修。5．4误差最大检测距离误差不应超过-5%。设定距离误差不应超过±15%。误差计算方法如下：误差=（实测距离-标定距离）/标定距离×100%5．5使用条件 装置在下列条件下应正常工作：a．环境温度：-20~60℃b．相对湿度：30%~95%；c．电源电压：85%~110%额定电压。5．6耐振动冲击性装置应能承受起重机械正常工作所引起的振动，并能通过表2规定参数的振动冲击试验。表25．7绝缘电阻与介电试验装置绝缘电阻不应低于1MΩ。按照其额定电压应能承受表3规定的介电试验电压。表35．8抗干扰装置应具有抗干扰措施。5．9防护等级室内部分IP42；室外部分IP44。5．10信号警报音响应与起重机工作环境噪音有明显区别。音响持续时间不应短于10s。音响强度不应低于75dB（A），不宜高于80dB（A）。警报灯光应为红色闪烁灯光。在装置上设置报警音响暂停开关时，必须保留红色闪烁灯光，并应另外设置红色指标灯，警报音响暂停时，该指示灯应能同时接通电源。5．11可靠性装置定型生产前，应通过500h工业性运行试验。装置维护调整周期不应低于3个月。装置在规定的使用条件下，累积工作3000h，不得出现故障。注：规定的使用条件是指起重机械按正常条件工作，用户按制造厂规定的维护调整方法 和周期对装置进行维护和调整。6试验方法6．1试验室试验6．1．1一般规定开始试验直至6.1.11条试验结束，不得对装置进行调整。如果没有特殊说明，装置电源电压为额定压，试验顺序从6.1.2条至6.1.11条依次进行。最大检测距离试验均应反复做三次，误差应符合5.4条规定。6．1．2最大检测距离试验对于直射型装置，使其接收部分位于检测波法线方向，发射与接收部分之间的距离应大于标定的最大检测距离，逐渐减小试验距离使装置动作，沿检测波法线方向实测发射部分与接收部分之间距离。对于反射型装置，按规定布置反射板、发射部分和接收部分，发射部分至反射板的距离应大于标定的最大检测距离，逐渐减小试验距离使装置动作，沿检测波法线方向实测发射部分至反射板之间距离。6．1．3温度试验温度试验中，装置在高低温实验箱中为非通电状态。6．1．3．1将装置放入高温试验箱，待箱内温度达到+60℃后，历时16h，装置从试验箱内取出后，分别施加85%，100%或110%额定电压，在30min内完成6.1.2条试验。6．1．3．2将装置放入低温试验箱，待箱内温度达到-20℃，历时16h。装置从试验箱内取出后，分别施加85%，100%和110%额定电压，在30min内完成6.1.2条试验。6．1．4抗干扰试验在施加不同干扰的条件下，分别进行6.1.2条试验，装置应能正常工作。除光线式外，其他型式可只进行6.1.4.3条试验。6．1．4．1相对于接收部分受光面2m，在相对于受光面法线10°入射角加入阳光。6．1．4．2距离接收部分受光面2m，在相对于受光面法线10°左右的位置上分别放置不带灯罩的200W普通白炽灯，40W普通萤光灯和250W高压汞灯。6．1．4．3在装置供电电源上迭加一个具有下述参数的尖脉冲电压，时间不少于30min；脉冲幅值：1000V。脉冲宽值：0.1~2µs。脉冲频率：5~10Hz。6．1．5绝缘电阻试验按GB998第6.2.2条选择试验用兆欧表，在装置电源进端与外壳金属部分之间进行试验，绝缘电阻值应符合5.7条规定。6．1．6介电试验按GB998第6.3条进行试验，在装置电源进线端与外壳金属部分之间施加介电试验电压，电压等级按5.7条表3选择。6．1．7湿热试验湿热试验中，装置为非通电状态。试验按GB2423.3规定进行，试验时间48h，试品取出恢复2h后，分别进行6.1.2、6.1.5和6.1.6条试验。6．1．8防护等级试验试验按GB4942.2规定进行。试验后进行6.1.2条试验。 6．1．9警报音响试验使装置发出警报音响，距离发音部分1m处用声级计测量，音响强度应符合5.10条规定。6．1．10振动试验振动试验中，装置为非通电状态。试验按5.6条表2规定参数进行，在试品三个互相垂直的轴线上各施振1h。振动试验后，零部件不得松动，脱落、破损，导线不得断开。对装置进行6.1.2条试验。6．1．11冲击试验冲击试验中，装置为非通电状态。试验按5.6条表2规定参数进行，在试品三个互相垂直的轴线上各冲击3次。冲击试验后的检测同6.1.10条。6．2装机试验6．2．1试验前的准备试验用起重机械应进行试运行，确认各机构工作正常。试验场地、环境条件应符合有关规定。6．2．2设定距离试验防碰主体位于标定的设定距离以外，逐渐减小防碰主体与防碰客体之间的距离，装置开始执行规定的防碰功能时，实测防碰主体与防碰客体之间距离。6．3工业性运行试验试验条件应符合配用起重机械的正常工作条件，装置连续无故障工作时间不得少于500h，在试验中期和后期按6.2.2条进行设定距离试验，误差均应符合5.4条规定。工业性运行试验应有试验报告，报告应包括装置累积工作时间，起重机械工况条件、环境条件、误差、故障、维修及设计、工艺、制造、安装等方面的改进措施。7检验规则7．1例行检验7．1．1例行检验应包括6.1和6.2条全部内容。7．1．2样机数量不应少于三台，定型产品从出厂试验合格的产品中抽取。7．1．3试验室每项试验不得少于二台样机，试验不合格的项目允许改进，改进后全部样机均应通过该项试验。7．1．4装机试验至少取一台样机，试验不合格允许改进，改进后加倍抽取样机，全部样机均应通过该项试验。7．2定型检验7．2．1以下情况应做定型检验a．产品定型批量生产前；b．产品型式、结构、功能等有较大变动。7．2．2定型检验包括下列项目7．2．2．1资料审查制造厂应提供必要的产品技术资料，（产品标准、设计计算书、图纸、使用说明书等）。产品技术资料应完整正确。7．2．2．2例行检验按7.1条相应规定进行7．2．2．3工业性运行试验按6.3条规定进行。 7．2．2．4企业考核企业质量保证体系和售后服务措施应符合有关规定。7．3安装调试检验7．3．1以下情况应做安装调试检验a．装置首次安装于起重机上时；b．对装置工作性能有怀疑时；c．装置经过拆装重新安装使用时；d．起重机械经过拆装重新安装使用时。7．3．2调试方法和程序按制造厂规定进行，调试后按6.2条规定进行装机检验。安装调试检验过程中，用户主管安全和设备人员应在场，检测数据须经二人以上核对无误并记入安装调试报告，装入起重机械档案。7．4定期安全性能检验定型产品每两年进行一次例行检验。在用产品与起重机械安全检验同时进行，检验项目应包括6.2条内容。7．5出厂检验每套装置出厂前必须通过出厂检验。出厂检验项目应包拓6.1.2，6.1.5和6.1.6条内容。8安全管理装置安全检验、监察、管理由劳动部及其指定单位负责进行。8．1对制造单位的要求8．1．1制造单位应对产品的质量负责，执行国家有关安全检验、监察、管理规定，保证产品安全技术性能达到本标准的各项规定。8．1．2制造单位应建立售后服务制度。产品保修期从向使用单位发货日计算不得低于18个月。8．1．3制造厂应向用户提供下列随机文件：a．产品合格证；b．使用说明书；c．出厂检验报告；d．定型检验合格证明。8．1．4产品使用说明书应包括下列内容；a．主要性能参数；b．工作原理框图，构造示意图；c．安装调试方法和程序；d．使用维护说明、检查方法、调整周期、易损件清单；e．常见故意检修，保修及其售后服务措施。8．1．5每套装置出厂必须附着有不易污损脱落的铭牌。铭牌应包括下列内容：a．名称型号；b．功能型式；c．最大检验距离（m）；d．额定电压（V）；e．定型检验合格标记；f．制造单位名称、出厂日期、出厂编号； 8．2对用户的要求8．2．1用户不得因使用装置而忽视安全生产，起重机作业必须制定并严格执行操作规程和有关安全管理规定。8．2．2用户必须选购定型检验合格的产品。8．2．3用户应按7.3条规定对装置进行正确的安装调试，按制造单位规定的检查调整周期和维护方法对装置进行检查调整及维护。附加说明：本标准由中华人民共和国劳动部提出。本标准由辽宁省劳动保护科学研究所负责起草并归口。本标准主要起草人：屈舒、尤建阳、隋旭。《起重机械防碰装置安全技术规范》编制说明1．制定本规范的目的意义制定本规范是要为我国起重机械防碰装置的设计、制造、管理等各个部门提供统一、科学、标准的安全技术要求和检验管理依据，填补我国安全技术标准领域的一项空白。促进研制单位产品开发工作，使产品在保证安全的基础上，上质量、上水平。同时使用户与管理部门有章可循，推动我国起重机械防碰装置的使用管理水平，保证产品使用可靠性，减少起重事故。起重机工作过程中，相互碰撞或与其他物体发生碰撞的情况普遍存在，由于碰撞造成设备损坏，重物坠落，人员伤亡的情况时有发生，例如某钢铁厂，检修工人在起重机主梁上工作，另外一台起重机与这台起重机相碰撞造成两名检修工人坠落死亡；某钢厂曾因起重机碰撞而使一炉钢报废等等，据日本一份统计资料报道，在对87个企业的调查中，由于起重机相互碰撞发生事故的占59.8%，认为可能发生事故的占60.9%。造成起重机碰撞事故的主要原因是：①起重机不具备本质安全性。起重机由于本身的构造和作业特点，属于须采取间接安全技术措施方能达到本质安全性能的生产设备，所谓间接安全技术措施包括安装使用各种可靠的安全防护装置，防碰装置就是其中的一种。80年代以前，我国的起重机几乎都未安装防碰装置，只凭司机目视判断吊车相碰的可能性，随着起重机的高速化、大型化、复杂化、这种原始的方法已不能保证操作安全，需要强调安装可靠的防碰装置，从根本上提高起重机本质安全性。据了解，宝钢从日本、西德引进的近百台吊车均设有防碰装置，另据日本70年代末对2400余台起重机的调查，在起重机有相碰可能的工作场所，防碰装置的使用率平均达到33.3%。②缺乏基础标准，产品研制、使用、管理水平不高。强调安装防碰装置，提高起重机本质安全性的前提，是要有性能可靠的产品以及保证产品使用可靠性的管理措施。我国防碰装置研制工作起步于80年代初，随着宝钢等大型企业的建设，是对进口产品的消化吸收促进了我国产品的开发研制。然而由于缺乏基础性的产品国家标准，使得研制使用管理等各个环节存在许多问题，从产品研制方面看，有些单位具备引是国外产品的条件，产品研制起点较高，有些单位不具备这些条件，又很难搞到适当的资料，研制工作存在盲目性，造成产品质次价高，甚至出现过近两万元一台的产品，使用1个月就坏了的事例。总体上讲，由于缺乏国家标准，产品研制水平参差不齐，对产品功能、安全要求、技术性能等重 要指标各说不一，极大地阻碍了我国产品水平提高。从使用管理方面看，各部门缺乏依据，不能建立规范、科学、合理的工作程序，从而使产品使用可靠性得不到保证。起重机安装安全装置后，工人们会产生依赖思想，如果不能保证产品使用可靠性，安全装置反倒可能成为事故隐患。2．编制原则a）以综合治理为纲，贯彻“安全第一，预防为主”的方针。安全防护装置不是生产设备，不能直接创造价值，但对保证生产顺利进行，防止事故有重要作用，从这个意义上讲，安全防护装置间接地创造了价值。由于安全装置的特殊性质，决定标准必须突出安全这一主题。保证安全生产是一项复杂的系统工程，必须坚持综合治理的原则，从产品设计、制造、使用、管理及监察等各个环节同时抓起，忽略哪个环节，都会影响产品安全效能，造成严重后果。b）以科学、先进、可行性为定标原则。根据中华人民共和国标准化法及国标〔1984〕133号文件《采用国际标准管理办法》的有关规定，本规范主要安全技术内容参照日本标准《起重机防碰装置构造标准（光线式）》。日本从60年代开始防碰装置的研制使用和管理工作，产品技术成熟，具有丰富的使用管理经验。70年代末期。日本劳动省与起重机协会，在做了大量调查分析的基础上，制订了产品构造标准。该标准具有起点高，对起重机适用性考虑充分，安全要求突出、技术性能、试验方法全面具体的特点，代表了国际80年代水平。本标准在参照日本标准的基础上，结合我国国情扩大了适用范围，着重充实了使用管理内容。本规范结构与内容执行国家基础标准规定并注意与有关标准的相协调，这方面主要参考标准是：GB1.1标准化工作导则标准编写的基本规定GB1.3标准化工作导则产品标准编写规定GB1.8标准化工作导则职业安全卫生标准编写规定GB5083生产设备安全卫生设计总则GB6067起重机械安全规程GB3811起重机设计规范GB12602起重机超载保护装置安全技术规范GB6974起重机械名词术语GB1497低压电器基本标准GB3187可靠性基本名词术语及定义GB2421~2434电工电子产品基本环境试验规则GB3797电控设备第二部分装有电子器件的电控设备起草组同时参考了大量国内外有关资料。3．规范正文主要内容说明第一章国内外防碰装置基本分为光线、微波和超声波三大系列，工作原理为电磁波及声波测距原理。光线式主要指激光和红外光，此类产品一般使用砷化镓半导体激光器（激光二极管）做发射器，使用波长在9000A附近。微波式也称雷达式，产品一般使用频率在10GHz左右。在电磁波谱上，0.3~300GHz属 于微波频段，因而称微波式。第三章3．1和3．2碰撞必须有两件以上的物体参与才能发生，这两件物体都可以互相称为碰撞体或被碰撞体。防碰装置一般分为两部分安装，一部分（发射、控制、报警）安装在A起重机上，可以对A起重机实行防碰功能，另一部分（接收、反射板等）安装在B起重机或要防止碰撞的物体上。为了区别这种情况，本规范把受装置控制可以实现防碰功能的起重机定义为防碰主体，另一物体定义为防碰客体。3．3防碰功能包括警报、减速、停止三种基本功能及这些基本功能的组合。3．4最大检测距离是装置重要性能指标，它表示装置直线检测能力。3．5设定距离主要与起重机参数有关，如起重机运行速度，制动距离等。运行速度高设定距离大，速度低设定距离小。一般报警设定距离在8~20m，减速和停止距离有的与报警距离一起设定，有的分别设定，一般在6~15m。第四章4．1．1划分为四种功能型式在原理上与日本标准相同。据调查，大多数单位倾向于只要求装置报警，减速及停车由司机控制，从实现防碰的技术程序讲，理想情况应该是一报警，二减速，三停车，要求产品控制起重机减速有一定难度，成本相应增大，但国内有研制单位，从安全角度讲，减速是较好的方法。控制起重机停车是容易实现的，但某些工作场合（如吊运液态金属及起重机必须相邻作业等）此种型式不适用。4．1．2反射型一般具有发射反射接收控制的特点。反射型其发射、接收和控制部分一般安装在防碰主体上，反射板安装在防碰客体上。直射型一般具有发射接收控制的特点。直射型其发射控制部分一般安装在防碰主体上，接收部分安装在防碰客体上。4．2最大检测距离从5m至80m分为11档。目前装置此指标一般为：超声波式4~15m；光线式4~45m；微波式100m以内。从实际情况分析，最小定为5m，对于低速吊车（20m/min），刹车距离2m，人的反应时间为0.8s，此段时间吊车行车0.3m，如果两台吊车相对运行，5m的报警距离可保证安全。最大定为80m，即使考虑吊车跨度50m，装置分别设置在两台吊车的对角线方向，设定距离20m的特殊情况，要求有54m的检测距离就够了。检测距离的大小与装置发射功率的大小、元器件选择等密切关系，同时也直接影响装置的成本与使用寿命。把最大检测距离档次分得多一些，有利于生产厂按实际需要，开发不同规格产品，以取得最佳效益。第五章5．1装置上禁止安装电源开关是要保证其工作与起重机作业同步，防止人为停止装置工作。5．2同日本标准规定。由于元器件老化及故障，装置性能可能减弱或失效，为保证可靠性，有必要加设自检功能。5．4最大检测距离误差日本标准规定为±5%。此项指标反映装置在不同环境应力下最大检测能力的变化情况。关键是不能低于某个范围，超出额定值不应予以限制，因此本规范只规定-5%。设定距离误差日本标准说明中给出±15%的范围。日本产品这项指标在±10%~±15%之间。国内产品也控制在±15%以内。最大检测距离反映装置本身的检测能力，其误差是在试验室内检测，试验条件比较标准，规定得严格一些，可最大限度地保证产品实际使用效果。设定距离误差要在起重机实际使用中检测，不仅包括产品本身的误差，而且涉及到起重机运 行速度，振动情况，制动器状况，司机操作方法等诸多因素，这些因素在每次测量时都是随机变量，因此测量条件每次都不尽相同，误差就会大一些。根据用户反映、设定距离误差定在±15%是实际可行的。5．5使用条件基本同日本标准规定。装置主要安装在起重机主梁上，据宝钢热轧厂实测，主梁上一般环境温度为50℃左右，温度上限定在+60℃可以满足要求。根据反馈意见，考虑到产品露天使用条件，温度下限定在-20℃比较现实。特殊温度要求可由供需双方协商。5．6振动参数同日本标准规定。此参数与GB12602《起重机械超载保护装置安全技术规范》相同。冲击加速度日本标准规定10g。据测试，起重机正常工作时冲击加速1g左右，有些情况为3—7g，流动式起重机在行驶中可达33g，产品在运输、安装过程中一般为20g左右。GB12602考虑适用于流动式、塔式起重机，因此定为20g，据对超载保护装置产品检验实测，一般产品均可承受30g。5．7绝缘电阻同GB6067《起重机械安全规程》。介电试验电压同GB3797《装有电子元件的电控设备》。5．9日本标准规定应防水防尘，未规定具体防护等级。考虑到产品使用环境相同，此项指标同GB12602。5．10报警音响持续时间不应低于10s，主要基于两点考虑：（1）有些起重机要在相邻状态下作业，如果装置长时间发出所报警音响会影响作业环境，这时允许只报警一段时间，这段时间应足以使司机确认当时的状况。（2）一些装置按设定距离调整安装角度。两台相对运行的起重机达到设定距离后装置报警。如果起重机继续运行，就会错过安装发射角度。装置可能停止报警，如果报警时间过短就不能引起司机的注意。因此有必要规定一定的音响持续时间。在第一种情况下，装置也可以安装音响解除开关，但必须同时设置指示灯，提醒司机装置处于音响警报解除状态。警报音响强度控制在75~80dB（A）范围内，即可保证警报效果，又不至于太刺耳。5．11可靠性指标要可靠性设计和长期质量跟踪才能确定。可靠性工程学应用于起重机行业也是刚开始，针对我国产品生产、使用的现状，我们经过大量研究论证，决定规定可靠性指标。产品定型前应做工业性试验。规定500小时，是因为一般可修复产品的早期失效区间大约为300~500小时，这一阶段可暴露出产品设计、制造、安装等多方面的问题。经过改进的产品必须能保证在500小时内不加任何调整及维护正常工作。500小时相当于起重机（中级）工作3个月的时间。这个时间与本标准规定产品调整期不低于3个月是对应的。装置的工作可靠性包括固有可靠性和使用可靠性，是保证产品质量的重要指标之一。固有可靠性包括三个方面：（1）设计技术：基本功能，对环境应力适应性；（2）制造技术：制造者的生产能力、设备人员情况、工艺检测技术等；（3）零部件的选用及筛选等。使用可靠性涉及因素很多，起重机本身状态，作业情况，对产品维护情况，产品的现场安装调试水平，制造单位的售后服务措施等等，都会直接影响工作可靠性，往往一台产品固有可靠性水平较高，但用于起重机上的工作可靠性很不理想，因此提高产品的可靠性水平也必须通过综合治理。累计工作时间3000小时，相当于中级起重机一年半的工作时间（一年工作2000小时）。不得出现故障是指每三个月可进行调整以及用户按规定进行维护的条件下，装置必须正常工作。制造单位应从设计、生产及售后服务等多方面进行可靠性研究，制定切实可行的可靠性实施方案，找出产品失效规律并为用户提供备件及规定维护方法，同时用户也应按规定对产品进行维护调整。 第六章6．1．2试验原理同日本标准6．1．3温度试验日本标准规定中间检测。考虑到我国的试验手段，本规范参照GB2423规定进行恢复期内检测，并要求在30min完成，最大限度地缩小与中间检测的差距。6．1．4光线式产品外干扰条件同日本标准。微波式和超声波外干扰条件目前国内外还没有定论。抗电磁干扰试验条件国内有关基础标准规定各不相同。按GB998说明，其抗干扰试验方法取自IEC533号出版物《船舶电气与电子设备的电磁兼容性》。GB1497《低压电器基本标准》规定的抗干扰参数与GB998相对应，以上两个标准考虑的干扰源与起重机实际工作场合的受干扰情况有较大出入。GB3797《装有电子器件的电控设备》规定做电源干扰试验。起重机使用场所大部分为工矿企业，各种电器对电源产生脉冲干扰的现象普遍存在，根据这一实际情况，本规范抗干扰试验项目基本取自GB3797。试验参数中，脉冲频率一项，GB3797定为50Hz（脉冲周期20ms）。但据介绍，IEC标准和我国有关标准对电源干扰的试验脉冲频率为1~10Hz，我国该类试验仪器按此生产的标准产品也取这个参数，从现场情况看，脉冲频率1~10Hz也较现实。因此本规范脉冲频率一项取5~10Hz。6．1．5~6．1．11参照国家有关基础标准。第七章根据GB1.1和GB1.3有关规定。第八章劳动部是执行职业安全卫生监察的部门，对于防碰安全装置这种直接关系到人身、设备安全的装置必须进行安全管理。制造单位和用户都应严格遵守各项安全管理规定，保证产品的安全效应。发布单位：中华人民共和国劳动部提出单位：中华人民共和国劳动部起草单位：辽宁省劳动保护科学研究所批准单位：中华人民共和国劳动部1994-5-7'