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CE · 机械指令
OSHA 1910.219

链传动安全防护装置:韩国标准、CE标准和OSHA标准的实际要求

工业事故记录始终显示,链条和皮带夹点缠绕是制造业中导致上肢受伤的主要原因之一。防护装置的要求具体明确、有据可查且可强制执行——而且最常见的防护装置规格错误是可以预见的,可以在检查或事故发生前加以纠正。

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2024年,韩国雇佣劳动部对京畿道一家金属加工厂进行安全检查,发现生产车间链条和皮带传动装置共存在11处防护装置缺陷,并处以4800万韩元的罚款和30天整改令。这11处缺陷中有9处发生在已安装防护装置的传动装置上,但这些防护装置的尺寸不符合韩国职业安全与健康管理局(KOSHA)M-45-2023指南的规定。这些防护装置要么距离工件夹持点过远,要么开口尺寸过大,导致手指可以伸入危险区域上方,要么防护装置材料厚度不符合结构完整性要求。安装防护装置并不等同于符合防护标准。只有真正理解适用标准的具体要求(而不仅仅是知道需要安装防护装置),才能避免收到整改令。

本文涵盖了与韩国工业环境中链传动机械最相关的三个标准的具体要求:韩国职业安全与健康标准(KOSHA GUIDE M-45 和职业安全与健康法的相关规定)、CE 机械指令 2006/42/EC(适用于出口到欧洲市场或从欧洲市场采购的设备)以及 OSHA 29 CFR 1910.219(适用于在美国工厂运行或按照美国市场规格制造的设备)。

双节距传动链

链条传动防护罩必须应对的四个危险区域

关键点

在进料侧链条与链轮的接合处。如果身体部位(手指、头发、宽松的衣物)被卡在接合点,就会被链条以全部张力拉入传动装置——这是最严重的伤害机制。防护装置必须防止人员进入接合线的安全触及范围。

包覆点

裸露的链条跨距表面和链轮齿面容易被松散的物体缠绕,并缠绕在传动装置上。对于宽松的衣物、绳子、头发和金属丝来说,尤其危险。防护罩必须完全覆盖链轮之间的跨距,而不仅仅是咬合区域。

剪切点

当链条链节靠近固定结构(例如导轨、防护罩、外壳)时,运动链条与固定表面之间的间隙会产生剪切力,如果人体部位或材料被夹在两者之间,就会造成损伤。最小间隙由标准规定。

断链弹射

当链条在张力作用下断裂时,链条悬链线中储存的弹性势能会将断裂部分高速抛射出去。防护罩必须具有足够的结构强度,以容纳抛射出的链条碎片而不被穿透或移位。

与直觉相反:从缠绕的角度来看,链条传动装置上的咬合点通常不是最危险的位置。 链传动事故中最严重的缠绕伤害发生在链跨表面——即链轮之间链条的平坦部分,松散的衣物或头发会在此处缠绕并积聚张力,操作人员来不及反应。夹点通常清晰可见,靠近链轮表面,训练有素的操作人员会时刻注意此处。尤其是在高架或架空传动装置上,链跨表面往往是松散的衣物或头发最先接触链条的位置,而夹点往往在缠绕开始后才会出现。目前常见的、但仅能保护夹点却使链跨表面暴露的防护装置是一种危险的局部解决方案。

韩国监管要求:韩国职业安全健康局 (KOSHA) 和《职业安全健康法》

韩国机械防护的主要监管框架是《职业安全健康法》(산업안전보건법,第16272号法律)及其执行条例,并辅以韩国职业安全健康协会(KOSHA)指南和韩国标准(KS标准)。具体到链传动设备,相关规定是《职业安全健康标准》(산업안전보건기준에 관한 규칙)第87条和KOSHA指南M-45(机械危险安全防护方法)。

要求 韩国标准规定 关键参数
防护围栏 KOSHA M-45 第 4.1 节 必须完全封闭所有咬合点、包覆区和链轮表面。部分防护罩在距咬合点 120 毫米范围内不得留有任何可供手指插入的开口。
孔径大小与距离 KOSHA M-45,KS B ISO 13857 防护面最大孔径为 6 毫米;距离危险物 200 毫米处最大孔径为 40 毫米;采用 KS B ISO 13857 中的安全距离公式(与 EN ISO 13857 相同)。
防护材料强度 KOSHA M-45 第 5.3 节 钢材:固定式护罩厚度≥1.5毫米,铰链式护罩厚度≥2.0毫米。铝材:固定式护罩厚度≥2.0毫米,铰链式护罩厚度≥3.0毫米。塑料:高密度聚乙烯/聚碳酸酯,厚度≥3.0毫米,抗冲击。
紧固件类型 KOSHA M-45 第 5.4 节 固定式防护罩:需使用工具才能打开的紧固件(螺钉、螺栓)。需要频繁开启的防护罩:与机器止动装置联锁,而不仅仅是用挂锁锁住。
检查通道 《职业安全与健康法》第87条 防护罩必须可拆卸或采用铰链式设计,以便在不永久拆卸的情况下进行检查和润滑。如果检修面板符合上述开口要求,则允许使用。
标签 《职业安全与健康法》第115条 防护面上的韩语警告标签和(如果外国工人在场)相关语言:“작동 중 열지 마시오”(操作时请勿打开)。
互锁要求 KOSHA M-45 第 6.2 节 对于需要频繁更换产品规格的驱动器,防护装置必须与机器停止装置联锁——防护装置打开会触发机器停止和锁定,然后才能进行操作。

CE机械指令2006/42/EC:欧洲市场设备的要求

任何在欧洲市场销售的、采用链传动装置的机械,均需根据机械指令 2006/42/EC(该指令已被欧盟法规 2023/1230 取代,适用于 2027 年 1 月 20 日起投放市场的设备)获得 CE 符合性声明。该指令本身规定了基本安全要求(附件一);满足这些要求的技术手段在协调标准中有所规定,其中 EN ISO 13857:2019(安全距离)和 EN ISO 14120:2015(防护装置——通用要求)与链传动装置的防护最为直接相关。

EN ISO 13857 — 安全距离

本表定义了危险区域到防护罩外表面的最小距离,该距离是防护罩开口尺寸的函数。表 1(上肢)规定,当开口尺寸为 6 毫米时,防护罩外表面与危险区域之间的距离可以为 0 毫米(接触防护罩)。当开口尺寸为 30 毫米时,防护罩外表面与危险区域之间的距离必须至少为 120 毫米。这些表格必须应用于防护罩上的每个开口,包括通风槽、网状开口和铰链间隙。

EN ISO 14120 — 防护装置设计

涵盖固定式和移动式防护罩的机械设计要求。主要规定:固定式防护罩必须需要工具才能拆卸;保护频繁接触区域的移动式防护罩必须互锁(机械指令附件F);防护罩不得造成额外的危险(例如锋利的边缘、容易夹手指的结构);防护罩必须在可合理预见的运行滥用情况下保持原位,包括受防护机器的振动。

风险评估要求

与 OSHA 的强制性标准不同,CE 认证方法要求进行风险评估(EN ISO 12100),以识别每项危险,评估其严重程度和发生概率,并证明防护措施能将剩余风险降低到可接受的水平。防护装置规格是风险评估的结果,而非一项独立的要求。带有 CE 标志的机器必须在其技术文件中包含风险评估报告。

OSHA 29 CFR 1910.219:美国机械动力传输设备的要求

美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 29 CFR 1910.219 是通用工业机械动力传动装置的美国标准。该标准具有规范性——它直接规定了尺寸要求,无需进行风险评估。具体到链传动装置,其关键要求如下:

链条和链轮包装 1

  1. 链轮防护罩(1910.219(e)): 除非链轮位于距地面或工作面 7 英尺(2.13 米)以上,否则所有链轮都必须加装防护罩。如果链轮位于距地面或工作面 7 英尺(2.13 米)以上,则防护罩可以是部分封闭或屏障。此高度豁免条款经常被误用——它适用于链轮本身,而非 7 英尺以下的链条跨距。例如,如果链轮位于 8 英尺高,但链条延伸至 4 英尺,则即使链轮本身符合豁免条件,也需要对链条跨距进行防护。
  2. 防护罩尺寸(1910.219(e)(3)): 防护罩必须超出链轮表面至少 6 英寸(152 毫米)。对于链传动装置,防护罩还必须覆盖链条的紧边和松边。金属板防护罩的厚度必须至少为 0.0478 英寸(1.2 毫米);金属丝网防护罩必须使用 10 号或更粗的金属丝,最大网孔尺寸为 1 英寸。
  3. 油密设计(1910.219(e)(4)): 在采用油润滑的设备上,链传动装置的防护罩必须设计成能够防止油溅——在油浴润滑系统中,防护罩起到防止油溅的作用。这意味着底部边缘敞开的平板防护罩不符合油浴驱动的要求。
  4. 无需移除即可访问(1910.219(f)): 防护罩必须允许在不完全拆卸的情况下进行润滑和检查。固定防护罩上允许设置铰链式检修面板或注油口,但前提是检修口的尺寸必须符合防护罩开口的要求。
标准 方法 最小钢材厚度 孔径规则 高度豁免 是否需要联锁装置?
KOSHA M-45 规范性 + 基于风险 1.5毫米固定式,2.0毫米铰链式 根据 KS B ISO 13857 表 2.0 米(6.6 英尺) 是的,适用于经常出入的保安人员
CE/EN ISO 14120 风险评估驱动 取决于风险评估 根据 EN ISO 13857 表格 2.5米(8.2英尺,低风险) 是的,根据风险评估
OSHA 1910.219 规范性维度 1.2 毫米(0.0478 英寸) 网状防护罩最大尺寸为 25 毫米(1 英寸) 2.13米(7英尺) 推荐但未明确说明

链传动装置的防护罩类型:哪种类型适用于哪种情况

永恒动力工作室 2

固定式全封闭防护罩 对于无需频繁维护(每季度一次以上)的链传动装置,这种防护罩是默认配置。它由厚度为 1.5–2.0 毫米的钢板制成,能够完全包裹链轮和链条的各个部分。维护可通过螺栓固定的面板或带有工具才能拆卸的铰链门进行。这种防护罩的柔韧性最高,维护量也最低。其缺点是,润滑需要安装内置的注油口(防护罩外部的接头,通过内部油道将润滑油输送到链条),或者每次润滑时都需要部分拆卸。

铰链式互锁护罩 当传动装置需要每季度以上进行维护时(例如格式更改、频繁的链条检查或自动润滑系统维护),则必须配备联锁装置。联锁装置必须确保机器在防护罩打开前达到安全状态(停止并锁定)。对于链速超过 3 米/秒的链传动装置,联锁装置还必须包含延迟释放功能——防护罩只有在链条减速至低于不安全速度时才能打开(对于高惯性传动装置,这可能需要几秒钟)。高速链传动装置的防护罩设计中经常忽略这一延迟要求,这也是常见的 CE 合规性缺陷。

护栏 当危险是缠绕而非冲击,且无需防油时,可使用网状或穿孔板防护罩。根据 OSHA 1910.219 和 KS B ISO 13857 标准,在保持适当安全距离的情况下,允许使用最大孔径为 25 毫米的金属丝网防护罩。网状防护罩的优势在于无需打开防护罩即可对链条进行目视检查——维护技术人员可以在决定是否需要打开防护罩之前,目视观察链条状况、润滑情况和伸长率。这种便于维护的可视性优势使得网状防护罩在高频次驱动装置中非常实用,因为这类装置需要频繁地进行观察。

距离防护栏(屏障) 仅在特定条件下才可接受:链传动装置的高度必须高于适用的高度阈值(KOSHA 为 2.0 米,CE 为 2.5 米,OSHA 为 2.13 米),并且防护栏必须能够防止人员接近到根据所用开口尺寸计算出的安全距离内。对于链传动装置完全位于工作区域上方的架空输送机而言,高位防护栏是工程量最小的解决方案。但对于工作高度的输送机,由于操作人员经常需要绕行,因此不建议使用高位防护栏。

韩国MOEL检查中发现的七种最常见的防护缺陷

1
防护罩因维护而被拆除,并未重新安装。

防护装置因润滑或检查而被拆除,但未在恢复运行前重新安装。所需纠正措施:建立联锁防护系统或制定正式的锁定/挂牌程序,并对所有操作人员进行相关培训。

2
护罩只覆盖链轮——链条部分裸露在外。

仅保护链轮的护罩会使链轮之间的链条跨度失去防护。这违反了本文所讨论的所有三项标准——链轮之间的链条跨度是一个危险区域,其危险性与链轮咬合点相同。

3
孔径过大,不符合警戒线到危险区域的距离要求。

防护装置采用网状或槽状开口,其尺寸超过了与危险区域距离的安全尺寸。距离链条 150 毫米、网状开口为 40 毫米的防护装置不符合 EN ISO 13857 / KS B ISO 13857 表 1 的要求(40 毫米开口需要至少 200 毫米的距离)。

4
金属薄板太薄——轻微碰撞就会变形,留下缝隙。

由 0.8 毫米或 1.0 毫米厚钢板制成的防护罩,由于与材料或设备的意外接触而发生变形,导致防护罩边缘出现缝隙。KOSHA M-45 标准规定固定防护罩的最小厚度为 1.5 毫米——这并非出于结构方面的考虑,而是因为该厚度能够在正常的工业使用中保持其形状。

5
经常打开的防护装置没有联锁装置。

包装线、灌装系统和传送带驱动装置中存在这样的问题:操作员为了加快速度,在机器运行过程中打开防护罩以进行规格更换。这些防护罩需要打开才能进行规格更换。操作员发现打开防护罩/机器运行的方式速度更快。

6
高架驱动装置的防护装置未考虑较低的链条跨距高度。

高架输送机,链轮高于高度阈值,但链条跨度垂到工人能够触及的范围内——高度豁免适用于危险区域,而不是链轮中心高度。

7
防护罩表面没有警示标识。

安装的防护罩未按规定配备韩语警告文字。根据《职业安全与健康法》(OSHSA)第115条规定,旋转机械防护罩必须标明运行过程中禁止打开的警告。ISO 11684图形标签(而非文字)也可接受,且不区分语言,适用于多种语言的工作环境。

常见问题解答

如果安装了新的链条或链轮,之前符合防护规范的链传动装置是否需要重新评估?
根据韩国职业安全健康管理局 (OHSA) 和欧盟机械指令 (CE Machinery Directive) 的要求,如果驱动装置的变更改变了其机械危险特性,则需要重新评估防护装置的充分性。安装更大的链轮(改变链轮外径)会减小防护罩内表面与链轮端面之间的间隙,从而可能在防护罩和旋转的链轮之间形成剪切点。订购时 替换链轮,齿数或孔径配置不同安装前,请务必确认新外径与现有防护罩间隙是否匹配。改变链条节距或转速也会影响任何可能飞溅碎片的动能,这可能需要提升防护罩的结构强度。实际上,直接用相同规格的部件替换磨损的链条和链轮并不会触发重新评估——只有改变机械危险参数的规格变更才会触发重新评估。
能否使用聚碳酸酯或透明塑料防护罩代替钢制防护罩,以便在不打开防护罩的情况下进行目视检查?
是的——根据 KOSHA M-45(最小厚度 3.0 毫米)和 CE/EN ISO 14120 标准,聚碳酸酯和抗冲击 HDPE 防护罩均被允许使用。透明防护罩的维护可视性优势真实且实用——维护技术人员无需拆卸即可目视检查链条状况、润滑情况和对准情况。其主要限制在于:聚碳酸酯不适用于油溅环境(油会导致龟裂和快速失去透明度)、含溶剂环境(大多数溶剂会腐蚀聚碳酸酯)或温度高于 120°C 的环境。对于需要冲洗的食品加工环境,使用足够厚度(5 毫米以上)的食品级聚碳酸酯既被允许又具有实际应用价值。请检查所选聚碳酸酯等级是否在安装的最低温度下具有抗冲击等级——标准透明聚碳酸酯在低于 -5°C 时会变脆。
链条防护要求是否适用于链条驱动输送机,其中链条即为输送面且必然暴露在外?
在输送链上,如果操作人员有意接触到输送链以便放置和取出产品,则无需在输送链上设置防护装置——因为设置防护装置会妨碍输送机的正常运行。但是,驱动链轮、回程链段、张紧器和输送机的尾端仍必须设置防护装置。实际要求如下:(1) 防护所有非产品搬运所需的链轮和链段;(2) 在进料端和出料端,操作人员的手靠近链条,必须设置夹点防护装置,以防止手伸入产品转移区域之外;(3) 输送机框架上允许从下方进入回程链段的开口必须设置防护装置或安装屏障。区分“操作所需的必要功能暴露”和“非操作必需的危险区域暴露”是每个具体案例的关键判定标准。
在 KOSHA 或 MOEL 检查期间,需要哪些文件来证明防护措施符合规定?
对于受韩国职业安全健康管理局 (OHSA) 要求约束的机械设备,证明防护装置符合规定的最低文件包括:(1) 危险识别记录,列出每个旋转部件及其防护措施;(2) 防护装置图纸或规格说明,确认材料厚度和孔径尺寸;(3) 检查记录,显示每次定期安全检查(通常为每年一次)均已检查防护装置。对于在韩国工厂使用的带有 CE 标志的设备,欧盟符合性声明(包括所应用的防护装置协调标准)可作为防护装置设计符合性的证据,但韩国工厂仍有责任确保防护装置在运行期间保持安装到位并有效——CE 标志仅表明设备在出厂时是安全的,并不代表其在当前运行状态下仍然安全。

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编辑:Cxm