在美国,大部分非致命的工作场所伤害都是由举重、推或用力等剧烈运动造成的。事实上,84%的工伤是由过度劳累、反应(如滑倒或跌倒)或与物体和设备的危险接触引起的。
此外,45岁至55岁的员工最容易因过度劳累和工作事故而受伤。虽然建筑、运输或快递工人通常会因需要搬运的重物而受到影响,但这些风险在其他行业也普遍存在。
一个恰当的例子是:一名医疗机构的实验室技术人员的手指被一扇沉重的设备入口门卡住了,门意外关闭,造成了割伤,可能污染了实验室。或者考虑机场通往地下基础设施系统的通道面板。面板必须足够重,能够承受飞机的重量,并且在不使用大型和昂贵的起重设备的情况下能够打开。
现在想象一下,一名操作员轻松进入地下,但面板没能固定住,把他锁在了地下。在这两个例子中,设备的安全性和可靠性都有问题,解决方案是一个精心选择和正确安装的平衡系统。
平衡的重要性
平衡物是一种能抵消或减轻另一种重量或力的重量或力。通常,平衡系统包括弹簧或支柱,以有效地支持一个盖子,面板,门,或其他设备。在这些系统中,有机械、气体和液压选项。理想的选择取决于应用程序及其所处的环境。
在上述例子中,理想的平衡解决方案将可靠地支持用户安全访问实验室的设备门或机场的地下面板,而不存在用户受伤的风险——无论门或面板的重量如何。
ASRaymond™全球工程经理Steve Rockow表示:“考虑到在基础设施应用中,一个看似简单的面板或舱门可能重达300或400磅甚至更多。”ASRaymond™是一家高度工程化产品的全球供应商或设计师和制造商。所使用的平衡系统必须支持特定的质量,并在需要时保持打开状态,而不必担心突然失效。
ASRaymond销售和市场高级总监Jeanne Bogre补充道:“许多行业都对工人或雇员的安全有特定的重量和提升限制,所以理想的系统应设计在这些限制之下,以充分满足限制。”“通常需要抵消一定的负载或重量,使一个人在没有机器帮助的情况下安全地打开面板或门。”
幸运的是,现代的平衡系统是有选择的。自我开放机制就是其中一种可能性。
“因此,地面舱门可能有一个关闭的闩锁位置,但当闩锁被释放时,它会自己打开,”罗科说。“还可以安装平衡系统,以满足一定的速度限制,保持一定的旋转,以及其他类型的功能。”
许多应用程序的另一个重要特性是确保一旦面板、舱口或门被打开,它就会安全地锁在适当的位置。
他解释说:“如果你要打开一扇很重的门或地下通道面板,关键是工人不要被抓住、压碎或困在密闭空间里。”“面板必须积极地保持打开,不管一阵风或其他什么。因此,有一种被称为Prop-Locks的锁定机制,可以作为一种附加的安全机制安装。”
这种锁可以提供手动释放,以确保只有当操作员手动松开面板时面板才会关闭。这允许安全、有意地关闭面板或舱口,确保当面板或舱门关闭时,没有操作人员被意外锁定在某个区域或受伤。
在上面的例子中,实验室的设备门是一个平衡系统没有保持打开足够长时间以允许安全进入的例子。
除了机械锁定机构,今天也有机电支柱,可以与控制面板电气安装,使用一个简单的开关。
Bogre补充说:“根据用户的喜好和项目的要求,有几种选择可以确保最佳和最安全的选择。”
无论如何,选择一个理想的平衡系统都是一个关键的决定,它应该反映工人或操作人员的需求,同时满足应用程序的独特特性。
选择正确的系统
在选择和安装理想的平衡系统时,每个应用程序都有自己独特的需求和可能的挑战。我们的目标总是减少物体(如面板、盖子或门)的重量,并为最终用户提供控制和安全感。理想情况下,该系统还提供了寿命,几乎不需要维护。
平衡系统的类型包括:
1.机械的。一种无密封、无气、无油的平衡解决方案,不需要维护,通常可以持续使用寿命。这种选择在受腐蚀或变化条件影响的环境中是理想的,在这些环境中故障是不可选的。机械支柱可以在不同的间隔产生一致的、可重复的载荷。这是最环保的选择。
2.气体。气体支柱由一根连接在活塞上的精密杆组成,在装有加压氮气和油的密封缸内运动。它们通过围绕枢轴作用的推力或拉力提供升力辅助和平衡应用程序。
“这些也被称为气体冲击,当环境温度稳定时,它们是一个可行的解决方案。因为它们是封闭的加压装置,例如,这种压力会在炎热的天气中发生变化,从而改变力的输出。”“腐蚀也可能是一个问题,但不锈钢版本是可用的,所以有解决方案来缓解某些情况。”
同样值得注意的是,气体弹簧有密封,保护内部的油,但这些密封随着时间的推移会磨损,所以通常需要维护。
3.液压。液压系统使用加压流体工作和执行任务。与传统的液压泵或高压软管相比,平衡系统可以提供一种高效的替代方案,而传统的液压泵或高压软管既昂贵又有问题。
“采矿业被认为是液压系统的一个例子,”罗考说。“它通常使用巨大的砾石运输车,轮胎有16到20英尺高,后面有一个巨大的桶来装砾石。这些卡车通常有大型的入口板,机电支柱是理想的,比需要液体和气缸驱动的液压泵要划算得多。这种机电支柱系统采用低直流电压代替。”
问正确的问题
“在选择一个平衡系统之前,有几个问题要问,”罗考补充道。“我们要考虑质量、重心、支柱或弹簧的可能安装位置、应用条件以及这些因素的灵活性。这将因客户和应用的不同而有所不同。”
另一个重要的考虑因素:应用程序的寿命。产品必须工作多长时间?它的平衡系统使用多久?是每隔几个月(如维修地下管道或基础设施的入口舱口),一天一两次(如食品车门),还是每小时一两次(如重型设备)?
博格里说:“除了计算产品每天、每周或每年的循环之外,在选择平衡系统之前考虑环境也是很重要的。”“如果应用在地下,或者天气变化是一个问题,那么天然气可能是不可能的。或者可能首选的液压系统需要液压源,但应用程序必须是自给自足的,所以这个选项是不考虑的。提出正确的问题将有助于选择正确的系统。”
为了正确地评估这些因素,需要大量的技术信息。为了简化这个过程,ASRaymond提供了一个免费的在线平衡配置工具。
“该工具采用复杂的工程方程并提供选项。它使用起来简单高效,工程师可以输入特定应用的参数,它就能确定一些最佳的平衡选项。”
这包括应用程序的变量(如角度、深度和高度)、负载和支柱规范,基本上排除了等式中的任何猜测。
“这个工具也解决了试错的方法,因此人们可以避免购买5个或6个弹簧来尝试和测试,只是希望其中一个选项成功,”Rockow补充道。“这成本很高,因为你必须购买组件,找出不同的安装选项,钻孔,如果需要的话添加支架,可能还需要移动东西,尝试不同的组件。”
平衡配置工具计算结果,通常提供5或6个支柱或弹簧选项,包括针对项目的最佳安装点和手柄负载。
综上所述,在选择平衡系统时,应考虑:
- 质量或旋转质量
- 重心
- 支柱的灵活性和可能的安装位置
- 环境
- 人体工程学
- 维护方面的考虑(例如易于清洁,特别是对医疗部门等卫生要求很高的行业)
- 任何其他偏好或限制
确保可访问性
博格里说:“今天,普通工人看起来和50年前不一样了。“在许多领域,劳动力都在老龄化。几乎每个行业的女性人数也都大大增加。在设备设计和人体工程学方面,更具包容性和安全意识是很重要的。”
就平衡系统而言,这意味着选择一个系统,并设计一个应用程序,让所有类型的工人都可以使用它。这可能涉及到决定减少进入面板的额外质量,以方便进入,或者可能意味着安装一个由开关驱动的电气控制系统,以确保员工永远不会有受伤的风险。
理想情况下,这样的选择是在应用程序的设计阶段做出的。
“通常情况下,平衡系统是在产品设计的最后阶段才考虑的,这远非理想,”罗考说。“在这种情况下,你可能会限制自己的选择,并增加最终申请的时间和成本。”
Bogre补充道:“从这个角度来看,在设计周期的早期考虑平衡的解决方案可以带来更多的优势。”“例如,如果一个应用程序已经设计好了,只有很小的安装空间可以安装支柱,那么就没有什么杠杆可以利用。您可能需要大的支柱才能有效地工作,但是没有足够的安装空间来适当地满足需求。尽早想到这一点非常重要。”
因此,在应用程序的设计中,尽早考虑理想平衡系统所需的升力和处理负载,以确保最佳和最具成本效益的解决方案是很重要的。
“我们通常能够推荐或开发任何平衡需求的解决方案,但在计划过程的早期,你会给自己更多的选择——通常是标准的,而不是更昂贵的定制方案,”罗考说。“出于安全和杠杆的考虑,平衡应该是一个重要的早期决策,如果可能的话,不应该留在项目设计周期的末尾。”
随着平衡配置工具,ASRaymond提供在线选项,设计平衡解决方案的产品或应用程序。
“这让工程师有机会可视化最终设计,考虑不同的选项,并直接在网上订购零件或原型,简化了整个过程,”他说,“他们可以选择最重要的功能,如包括锁定机制或其他增加安全性的功能。我们一直希望确保客户拥有并了解最佳选择,以确保最安全、最有效的平衡系统。”
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