Giáo trình Kỹ thuật an toàn và môi trường (In lần thứ nhất): Phần 2

CHƯƠNG 3

KỸ THUẬT AN TOÀN

3.1. NHỮNG YÊU CẦU ĐẢM BẢO AN TỒN KHI THIẾT KẾ CÁC
XÍ NGHIỆP

3.1.1. Vị trí của các xí nghiệp và các tồ nhà trong xí nghiệp

Khi lựa chọn địa điểm để xây dựng các xí nghiệp công nghiệp cần phải
chú ý đến các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp đã quy định như: tận dụng tối
da khả năng chiếu sáng và thông gió tự nhiên, khả nãng trồng cây xanh và
khả năng thực hiện các biện pháp phòng cháy, chữa cháy. Các khu vực để
xây dựng các xí nghiệp cịng nghiệp cần có mặt bằng tương đối bằng phẳng,
địa chất ổn định, bền vững và có vị trí thuận lợi đối với đường giao thông (cả
dường bộ và đường sắt). Giữa các tồ nhà trong xí nghiệp cần được trồng cây
xanh, và trồng theo từng hàng. Khoảng cách từ toà nhà đến hàng cây xanh
gần nhất từ 4 đến 10 mét để không che tối cửa sổ. Khi chọn cây xanh cần
chú ý khí hậu và điều kiện địa phương, an tồn về phịng cháy, nổ cũng như
lác động của các yếu tô' độc hại sinh ra trong sản xuất như hơi, khói, bụi, ...
Xung quanh các nhà ăn, phịng thí nghiệm, nhà y tế và các nhà phụ khác
cũng cần phải trồng cây xanh để chống các tác động có hại của hơi, khí, bụi,
tiếng ồn, v.v...

3.1.2. An tồn phịng cháy nổ

a) Khoảng cách an tồn phịng cháy

Khi xác định các khoảng cách phòng cháy người ta coi rằng khả năng
nguy hiếm nhất có thê làm bốc cháy các ngơi nhà và cổng trình bên cạnh là

269



sự tác dụng cùa năng lượng bức xạ. kế cả tác dụng tiếp xúc cùa ngọn lừa,
cũng như tác dụng (không phái xuất hiện trong mọi trường hợp) cúa các
dịng đơi lưu và tia lửa. Khoảng cách an tồn phịng cháy giữa các nhà máy
và cơng trình đã được tiêu chuẩn hố.

b) Khoảng cách an tồn p l ì ị n g n ổ

+ Khoảng cách an tồn phịng nổ của nơi bơ trí các ngơi nhà chứa chất
nổ, hoặc các nhà trong dó tiến hành cơng việc nổ. xác định theo các công
thức sau:

+ Khoảng cách an tồn địa chấn (m) là khống cách mà chấn động của
đất do kết quả nổ dưới đất không gây ra sự phá hoại hoặc sụp đố nhà:

Trong đó:

K - hệ số phụ thuộc vào tính chất của đất (đối với đá granít Kc = 1,5;
sa thạch K . = 6,0; đất thực vật K = 10; bùn nhão Kc = 20)

q- khối lượng thuốc nố, (kg).

n- chỉ số tác dụng của sự nổ.

+ Khoảng cách an toàn (m) đối với nhà cửa dưới tác dụng của sóng
xung kích khơng khí:

Trong đó:

q - khối lượng thuốc nổ, (kg).

Ks - hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào điều kiện nổ và cường độ phá hại (đối
với mồi thuốc ớ trên mặt đất khi hồn tồn khơng có sự phá hoại Ks = 50
-í-150 khi phá hoại đột ngột các tấm kính Ks = 20*30).

Khi đặt mồi thuốc sâu trong đất hoặc đắp đất xung quanh, hệ số Ks sẽ

(3.1)

r, = KsVq (3.2)

giảm đi 30*50%.

270



+ Khoáng cách an tồn (in) dưới tác dụng của sóng xung kích khơng
khí đơi với người trong thi cơng nổ mìn:

Trong đó: q - khỏi lượng thuốc nổ, (kg)

Đế xác định đúng dãn khống cách an lồn phái đồng thời tính đến các
u cầu an tồn phịng cháy và nổ. cũng như các chí tiêu sản xuất và kinh tế
kv thuật.

Những bức thành (dê), tường đứng tự do được coi là những kết cấu bảo

vệ ngôi nhà khỏi sự cháy lan trực tiếp của ngọn lửa và tác dụng của sóng nổ.

Khu vực kho trên dó dặt các bế nổi chứa chất lỏng cháy nguy hiểm sẽ
dược báo vệ bằng đê hoặc tường bao quanh nhằm cán trớ sự cháy lan cúa
chất lỏng cháy. Đè đắp bằng đất lấy ngay tại chỗ, cao ls-2m; tường xây bằng
gạch, bê tơng hoặc đá có tính tốn với độ bền và ổn định khi có lực và thuỷ
lực của chất lỏng bị tràn ra khỏi bể khi bị phá hoại. Khoảng khơng có đê bao
quanh cần phải chứa được chất lỏng của bể to nhất và mực nước khi đó phái
thấp hơn mặt trên đê hoặc tường là 0,5m.

Kho chứa thuốc nổ phái đắp thành đê bao quanh để trong trường hợp
nổ nó sẽ hướng sóng nổ và manh vụn lên phía trên, như vậy sẽ bao vệ các
nhà ớ gần đó khỏi bị phá huy. Chiều cao cua thành đất lấy bằng chiều cao
đến mái hiên nhà. Tường thành đê dể theo góc mái dốc tự nhiên. Chiều rộng
mật đê lấy ít nhất là Im.

+ Đường và dường di qua khi quy hoạch mặt bằng xí nghiệp phái tạo
cho xe chữa cháy đến được bất kỳ ngôi nhà nào ở về hai phía, cịn đến các
nhà với diện tích xây dựng hon 10 hecta là ớ cá bốn phía.

Muốn vậy có thể sứ dụng dường, dường đi qua và lối vào phục vụ cho
sản xuất. Lối vào cho xe chữa cháy phải rộng ít nhất 6m, trên đường cụt phải
làm đường nhánh hoặc dành một diện tích rộng 12xl2m đế quay xe.

Lối vào và diện tích quay xe phai có mặt đường tốt cho phép xe đi
được vào bất kỳ thời gian nào trong năm. Nếu lối đến các nhà bị cất bới
đường sắt thì phái làm lối đến thứ hai cách lối đến thứ nhất một khoảng
khơng ngắn hơn chiểu dài tính tốn của đoàn tầu.

(3-3)

271



3.1.3. Nhũtig yêu cầu đảm bảo an toàn khi thiết kê các phân
xưởng sản xuât

Thiết kế nhà cơng nghiệp trước hết phải xuất phát từ q trình công
nghệ, mức độ nguy hiểm về cháy và nổ, các đặc tính và kích cỡ của thiết bị
cơng nghệ, thiết bị nâng hạ. Nói chung bất. kỳ một gian sản xuất nào cũng
phải đáp ứng các yêu cầu sau:

1 - Kích thước, thể tích, diện tích chiều cao của gian, cấu tạo mặt
bằng, diện tích làm việc, máy móc thiết bị, dụng cụ, n°uyên vật liệu phải
đảm bảo an toàn.

2 - Cao ráo, sạch sẽ, sáng sủa, tận dụng được nhiều độ chiếu sáng và
thơng gió tự nhiên.

3 - Cách âm, cách rung động tốt để ngăn cách tiếng ồn từ bên ngoài
vào hoặc từ gian này sang gian khác. Nhũng gian đặt máy rung động phải có
biện pháp cách rung phù hợp.

4 - Cách nhiệt tốt để chống nóng về mùa hè và giữ nhiệt về mùa đông.

5 - Các kết cấu xây dựng của phân xưởng phải bền chắc về mặt chịu
lực. Các phân xưởng có nhiệt độ cao như lị nung, nấu, sấy, gia cơng nhiệt,
v.v... và các phân xưởng hoá chất phải bền vững cả về mặt chịu nhiệt và
chống ăn mòn.

6 - Các cửa chớp lấy ánh sáng hoặc thơng gió tự nhiên phải có kết cấu
đóng mớ dễ dàng, thuận tiện cho công nhân đứng thao tác trên ràn của gian
sản xuất.

Dưới đây là những điều kiện cụ thế.

3.1.3.1. Kích thuớc của gian sản xuất

Đế đảm báo đủ lượng khơng khí cho công nhân trong thời gian làm
việc, cũng như để đi lại và tiến hành các thao tác sản xuất an tồn, thể tích
phịng sản xuất giành cho mỗi cịng nhân khơng nhỏ hơn 14m\ diện tích
khơng nhỏ hơn 4 õ m \ Chiều cao các phòng sản xuất kể từ nền đến trần
không thấp hơn 3,2m, đến phía dưới của các kết cấu như dầm, xà và mái
khơng thấp hơn 2,6m. Các phịng ở tầng hầm, phịng kho và trên các diện

272



tích ấn định để điều khiến các thiết bị, chiều cao không thấp hơn 2,2m khi
có người làm việc thường xuyên và l,9m khi khơng có người làm việc
thường xun. Đối với các lối qua lại dưới hành lang, cầu nổi thì chiều cao
cũng lấy là 2,2m hoặc l,9m tuỳ thuộc vào sự đi lại thường xuyên hay không.

Cần lưu ý rằng những kích thước nêu trên của các phịng sản xuất chỉ
áp dụng khi lượng nhiệt, dộ ẩm hoặc lượng khí toả ra ớ trong phịng khơng
nhiều q. Trường hợp ngược lại thì chiều cao các phịng phải tăng lên.

Khi đặt các đường ỏng dẫn nước, hơi, khí, máng thơng gió hoặc các

thiết bị khác dưới trần nhà, chiều cao tối thiểu của đường qua lại ớ trong các
phòng sản xuất này lấy là 2,2m, còn ớ trong các kho và các phòng phụ khác
lấy là 2,Om.

Bố trí đúng đắn máy móc thiết bị trong phân xưởng có ý nghĩa rất lớn
đối với việc sử dụng hợp lý diện tích sản xuất, dây chuyền cơng nghệ và
thuận tiện trong việc vận chuyển nguyên vật liệu và sản phẩm, cũng như để
đám bảo an tồn lao động. Lắp đặt máy móc và phụ tùng mà khơng được
tính tốn trước, thiếu ranh giới rõ ràng giữa các bộ phận có q trình sản
xuất khác nhau, thiếu dấu hiệu trên biên đường qua lại có thể là nguyên
nhân gây ra chấn thương, tai nạn. Khoảng cách các máy và các thiết bị
không nhỏ hơn lm. Nếu đặt các máy và các thiết bị có các bộ phận chuyển
động (động cơ, máy ly tâm, máy nén khí) hoặc thiết bị của các q trình
nhiều nsuy hiểm (lị, nồi chưng), khoảng cách giữa chúng là l,5-ỉ-2m.
Khoảng các giữa các hàng thiết bị phải chừa lối qua lại rộng ít nhất là 2,5m
(trừ các thiết bị chuyên ngành cố quy phạm về khoảng cách riêng).

Diện tích chỗ làm việc khơng được kể vào khoảng các giữa các thiết
bị. Nếu khi tiến hành sửa chữa định kỳ mà cần phải tháo thiết bị hoặc các bộ
phận riêng ra thì cần phải bố trí thêm các diện tích phụ làm sao để trong mọi
trường hợp cơng nhân có thể đi tới xem xét tất cả các bộ phận máy móc,
thiết bị được dễ dàng.

Trong các phịng sán xuất có các máy vận chuyển bên trong thì giữa
các bộ phận chuyển động (toa xe, goòng, băng truyền, xe lăn, v.v...) và các

273

phần nhơ ra của kết cấu cơng trình (tường, cột) cần phải chừa lối qua lại
rộng ít nhất lm.

Phía trên các lối qua lại ấn định cho người đi lại thường xuyên không
cho phép vận chuyên hàng bằng cần trục hay băng chuyền.

3.1.3.2. Bơ trí phịng và các thiết sản xuất

Các thiết bị nào khi làm việc thốt ra hơi và khí nặng hơn khơng khí
nên bố trí ớ tầng một, thốt ra hơi và khí nhẹ hơn khơng khí nên bơ trí ớ
tầng cao.

Để tạo điều kiện thơng gió tự nhiên tốt, trục dọc nhà nên bố trí thẳng
góc hoặc với góc khơng nhỏ hơn 45° đối với hướng gió chính.

Nếu trong một ngơi nhà bố trí nhiều phịng sản xuất có yêu cầu khác
nhau về kỹ thuật vệ sinh thì các phịng có mức độ độc hại và nguy hiểm về
cháy giống nhau nên họp lại thành một nhóm và bố trí sao cho các phịng
nguy hiểm nhất được cách ly với phịng ít nguy hiểm hơn.

Các nhà sản xuất cũng không được làm tầng khoang mái (mái có trần)
để đảm báo thống gió tự nhiên và chiếu sáng tốt.

Thiết bị kỹ thuật làm việc có thể thoát ra các chất độc hại đặc biệt cẩn
phải bố trí đến mức tối đa có thể ở ngồi nhà sản xuất, trên các bãi và sàn lộ
thiên hoặc trong các phịng cách ly ở phía đầu hồi nhà. Thiết bị làm việc với
tiếng ồn lớn (hơn 90dB) và rung động mạnh nên bố trí ở trong các nhà riêng
hoặc trong các phòng cách ly.

Các hành lang và đường hầm để cho người đi qua lại cần phải có tuyến

ngắn nhất khơng có lối ngoặt thừa, tránh làm các bậc lên xuống và diện tích
bố trí ở các cao độ khác nhau để tránh cho người bị ngã, va vấp và mệt mỏi
vô ích.

3. 1.3.3.Kết cấu nhà sần xuất

Khi thiết kế nhà sản xuất và phụ trợ, ngoài yêu cầu bền vững về mặt
chịu lực, cần đặc biệt chú ý đến tính chịu hố chất, tính chịu cháy của các

274



vật liệu và kết cấu xây dựng, cũng như tính chống thấm khí và ám của
chúng, ngồi ra trong các xưởng nóng, ẩm cần phải loại trừ khả năng ngưng
tụ ở các bể mặt trong của các kết cấu bao che (tường, sàn...). Cho nên khi
thiết kế các tường trong, vách ngân và sàn thì tính đến độ ẩm tương đối của
khơng khí, cịn khi thiết kế các kết cáu bao che phải tính đến cả độ ám tuyệt
đơi cúa khơng khí bên trong phịng.

Khi độ ẩm tương đối của khơng khí cao hơn 60% thì phải có biện pháp
bảo vệ bên trong cho tường và trần bằng lớp chống ấm. Khi độ ẩm tuyệt đối
của khơng khí thấp hơn 10mm cột thuv ngân, nếu tường làm bằng vật liệu có
hệ số thấm hơi |_1 > 0,025 g/m.mm cột thuỷ ngân thì cũng phải có lớp bảo vệ.

Trong quá trình thiết kế các kết cấu chịu lực và bao che của các ngôi
nhà cũng cần tránh tạo ra các khoảng không gian không thông gió, khơng
thống hơi và ứ đọng bụi bán. Các góc tường nếu có thể nên làm trịn.

Đê bảo vệ mặt trong của các kết cấu khỏi tác dụng của các chất độc và

xâm thực (thuỷ ngân, chì, acsen, axit.v.v...) có thể dùng tấm gạch men ốp,
hoặc trát vữa chống axit, sơn dầu và các chất phủ khác để dễ cọ rửa,
lau chùi.

Nền các phòng sản xuất phái làm từ các vật liệu chống ẩm và thấm
khí. Nền phải bằng pháng, khơng trơn trượt, dỗ cọ rửa, thoả mãn các yêu cầu
sử dụng và vệ sinh. Trong mơi trường có các chất xâm thực và độc hại (axít,
kiềm, vv...) nền nhà phải làm bằng vật liệu chịu hố chất, khơng có khả
năng hấp thụ các chất xâm thực. Thí dụ: trong các xưởng axít thì nền nhà
làm bằng atsphan chống axil, gạch men hoặc nền láng một lớp xi măng. Nền
cần có độ dốc và rãnh tiều thoắt nước dể trong mọi điều kiện có thể rửa
thường xuyên bằng nước được, đổng thời vật liệu làm nền không bị phá huỷ.

Các cửa sổ hoặc cửa trời đề chiếu sáng của phịng sản xuất ln ln
phải để lỗ hổng hoặc cánh mớ để thơng gió.

Khi thiết kế các kết cấu bao che cho phịng sản xuất có nguồn ồn lớn
(máy nghiền đá, các thiết bị và dụng cụ nén khí, V.V..) phái tính tốn khả
năng cách âm theo công thức sau:

I , ,= G „ -G t„ (3 -4 )

275



Trong đó: Iyc - khả nàng cách âm yêu cầu , dB.

G„ - mức ồn thực tế ớ trong phịng thốt ra, dB.

Gcp - mức ồn cho phép ớ các phòng bên cạnh, dB.

Khả năng cách âm yêu cầu Iyt cần phải phù hợp với khả năng cách âm
tính tốn. Khả năng cách âm thanh của các kết cấu đồng chất có thể xác
định theo công thức sau:

Iyc =13,5lgP + 13dB (khi p < 200kg/m2)

Iyc = 231gP - 9dB (khi p > 200kg/m2)

p - khối lượng kết cấu, kg

Khi trong kết cấu có các lớp khơng khí dày từ 3 đến 10 cm khả nãng
cách âm của nó sẽ tãng lên tương ứng từ 1 đến 7 dB

Tiếng ồn mạnh có thể xuyên thấu qua các cửa ra vào và cửa sổ ở
tường. Khả năng cách âm của các cửa ra vào và cửa sổ phụ thuộc vào kết cấu
của chúng (khuôn cửa bọc vải dạ, cánh lắp một hoặc hai lần kính) có thể
cách được âm từ 20 đến 30 dB (thấp hơn khả năng cách âm của tường). Cho
nên trên các tường cách âm cần tránh làm cửa sổ và cửa ra vào. Để tăng khả
nâng cách âm (lên 4+6 dB) của các sàn gác có thể phủ lên sàn lớp vải sơn
(linoléum) hay cao su, rái lên một lớp xỉ hoặc các tấm ximăng amiăng và
các loại vật liệu tấm có nhiều lỗ rỗng khác. Trong phòng sản xuất, những
chỗ tiếp giáp giữa tường và sàn người ta để chừa khe hở rộng 1-rl,5cm và
nhét đầy vật liệu đàn hồi vào. Các dầm tựa lên tường hoặc cột nên đặt trên
các tấm đệm đàn hồi.

Sử dụng các vật liệu cách âm khác như là: dá vơi có lỗ rỗng, các tấm
sợi gỗ ép, lớp trát cách âm có lỗ rỗng (amiăng, phiến amiăng cách âm), có
thế tăng khả năng cách âm của kết cấu lên 10-rl5dB.

3.1.3.4. Các phòng phụ

Ở bất kỳ xí nghiệp nào cũng phải có các nhà và phòng phụ trợ. Gác
phòng phụ là các phịng gián tiếp phục vụ sản xuất như hành chính, văn thư,

276



kv thuật, thiết kế, kế hoạch, văn phòng các phân xưởng, .V.V.. và các phòng
phục vụ sinh hoạt như: nhà ăn, y xá ...

Các phòng phụ thường bố trí trong cùng một nhà với điều kiện là
khơng vi phạm những yêu cầu và tiêu chuẩn vệ sinh.

Văn phịng phân xướng có thể bố trí sát với nhà sản xuất, điều này
cũng hợp lý vì với chiều cao nhà sản xuất cho phép xây dựng nhà vãn phịng
cao hai hoặc ba tầng. Nếu khơng được như thế thì văn phịng phân xưởng có
thể bố trí ngay trong nhà sản xuất ở trên diện tích tự do khơng sản xuất.

Chiều cao các phịng hành chính, vãn thư và phòng thiết kế kể từ sàn
đến trần lấy không thấp hơn 3m, từ sàn đến kết cấu thấp nhất khơng thấp
hơn 2,5m. Diện tích trong các phịng đó tính cho một người làm việc trong
văn phòng là 3,25nr và trong phòng thiết kế là 5m2. Trong các phòng này
cần đảm báo chiếu sáng và thơng gió tự nhiên tốt. Tỷ sơ diện tích cửa sổ và
diện tích sàn lấy từ 1: 6 đến 1: 9.

Các phòng phục vụ sinh hoạt bao gồm phòng thay quần áo, tắm rửa,
giặt rũ, nhà xí, phịng vệ sinh phụ nữ .v.v.

Các phòng sinh hoạt trừ nhà xí, phải làm cách biệt với phịng sản xuất,
có thể xây sát với nhà sản xuất hoặc trong các nhà đứng riêng. Chỉ cho phép
xây các phòng sinh hoạt sát liền với nhà sản xuất chính trong trường hợp nếu
trong nhà sản xuất khơng có các ngành có thể gây cháy nổ nguy hiểm và
khơng liên quan tới việc sử dụng hoặc thu nhận các chất độc hại đặc
biệt. Phịng thay quần áo, nhà xí, phòng tắm rửa phải làm cho nam và nữ
riêng biệt.

Chiểu cao nhà sinh hoạt không thấp hơn 2,5m kế từ sàn đến trần và
2,2m từ sàn đến kết cấu thấp nhất. Các phòng sinh hoạt cần phải được chiếu
sáng tự nhiên, cửa sổ lấy ánh sáng phải có phần mở ở trên để thơng gió.

Đối với các phịng thay quần áo, nhà xí, phịng tắm rửa, vệ sinh phụ nữ
thì sàn phải làm bằng vật liệu vỏ cơ, chống thấm tốt, không trơn trượt.
Tường và vách ngăn phải ốp vật liệu chống ẩm cao l,8m, màu sáng, nhẵn, dễ
cọ rửa.

277



- Phòng thay quần áo để giữ quần áo mặc ở nhà, khi đi đường va quàn
áo lao động. Quần áo có thể để trong tủ kính hoặc treo ở mắc trong các tủ
hở. Tủ kín để giữ tất cả các loại quần áo, tủ hớ giữ quần áo lao động, tủ hỗn
hợp để giữ quần áo ớ nhà và lao động. Số lượng chỗ (tú) để giữ quần áo lấy
bằng số công nhân làm việc trong tất cả các ca.

- Phịng tắm cần bố trí ở gần phịng thay quần áo. Kích thước mỗi ngăn
tắm khơng nhỏ hơn 0,85x0,85m. Tiêu chuẩn cứ 8 người có một ngăn đối với

ngành sản xuất bẩn và 10 người cho một ngăn đối với ngành sản xuất bình
thường. Phịng tắm phải có hố xí phụ (1 hố cho 100 người sử dụng nhà tắm).

- Nhà xí bố trí sao cho để từ chỗ làm việc xa nhất đến đo không quá
100m. Nhà xí phải có cửa ngồi ở phịng đệm, trong phịng đệm có vịi nước
i;ửa tay (4 hơ xí 1 vịi) nhưng tối thiểu phải có 1 vịi. Trong nhà nhiều tầng,
mỗi tầng phải có hố xí nam và nữ riêng. Diện tích hố xí l,2x0,9m, có cửa
mở ra phía ngồi, tường ngăn giữa các hố cao l,75m kể từ sàn.

Số lượng hố xí phụ thuộc số người làm việc trong một ca. Tiêu chuẩn
đối với nam 20-h40 người một hố, đối với nữ 15+35 người một hố. Phân
xưởng có 5 người trở lên phải có một nhà vệ sinh.

- Phịng rửa bố trí ở cạnh hoặc trong phòng thay quần áo. Số lượng vòi
(chậu) rửa như sau: một vòi cho 10+20 người trong ca đơng nhất. Khoảng
cách giữa các vịi khơng quá 0,6m, có chỗ treo khăn mặt và đựng xà phịnỉg.

- Phịng hút thuốc cần phải có khi khơng cho phép hút trong phịng sản
xuất. Khoảng cách khơng q lOOm đến chỗ xa nhất. Tiêu chuẩn là 0,02m2
cho một người làm việc, diện tích tính với số người trong ca đơng nhất,
nhưng khơng nhỏ hơn 8nr.

- Phịng cho con bú:

Khi số lượng công nhân nữ nhiều hơn 100 mà khơng có nhà trẻ thì
phải có phịng cho con bú. Diện tích phịng khơng nhỏ hơn 15nr, có buồng
đợi và buồng cho con bú riêng. Buồng đợi dùng cho ai mang theo con, diện
tích 0,7m2 cho mỗi người. Buồng cho con bú có chậu rửa, diện tích l,5m 2
cho một mẹ.

278



- Phịng vệ sinh phụ nữ phải có khi số người làm việc trong ca đơng
nhất trên 50 người. Phịng phái cách ly các phịng khác và bố trí cạnh phịng
y tố. Lối vào phải có buồng đệm, trong buồng này phải có chỗ chờ đợi,
buổna làm vệ sinh và buồng để nghỉ ngơi. Buồng làm vệ sinh phải phân chia
thành những ngăn riêng, mỗi ngàn có diện tích khơng nhỏ hơn l,5m2 và có
vịi nước. Sơ lượng ngân xác định theo số nữ làm việc ở ca đông nhất.

3.2. KỸ THUẬT AN TOÀN KHI THIẾT KỂ VÀ sử DỤNG MÁY MĨC
THIẾT BỊ

Máy móc ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông
nghiệp, giao thông vận tải ... và ngay cả trong sinh hoạt hàng ngày. Máy
móc đưa vào sử dụng sẽ giám nhẹ sức lao động, cải thiện điều kiện làm việc,
làm cho năng suất lao động tăng lên và nâng cao chất lượng sản phẩm. Tuy
nhiên, nếu thiết kế máy chưa hoàn chỉnh, chế tạo sai quy cách hoặc sử dụng
máy chưa thành thạo có thế’ dẫn tới tai nạn.

3.2.1. Khái niệm về vùng nguy hiểm

Vùng nguy hiểm là khoang khơng gian trong đó các yếu tố nguy hiểm
đối với sự sống và sức khoẻ của con người xuất hiện thường xuyên chu kỳ
hoặc bất ngờ.

Vùng nguy hiểm có thể là nơi làm việc của các cơ cấu truyền động.
Những cơ cấu này như là: mâm cặp máy tiện, trục chính máy khoan, các bộ
truyền bánh răng, bộ truyền đai, trục truyền trên các máy bơm, máy khuấy,

máy phát động lực, máy nông nghiệp, băng tải, ...

Các bộ phận quay tròn với vận tốc cao lại có mặt ngồi lồi lõm như:
các khớp nối trục, dồ gá trên máy tiện,... và các bộ phận chuyển động tịnh
liến của máy như đầu bao, chầy dập, máy búa,... cũng hình thành các vùng
nguy hiểm.

Vùng nguy hiểm có thể là vùng gia cơng của các máy công cụ như
vùng cắt gọt của máy tiện, máy khoan, máy phay, khoảng không gian giữa
chùy và cối của máy dập, máy đột,...

Vùng nguy hiểm có thể là khổng gian mà các mảnh dụng cụ hoặc vật
liệu gia công văng ra.

279



Khi gia công chi tiết trên máy cắt kim loại, máy gia công gỗ, khi làm
sạch vật đúc, khi đập các vật liệu giòn và trong một số trường hợp khác của
quy trình côn? nghệ, từ vùng làm việc bắn ra các mẩu vật liệu to, nhỏ, các
mảnh dụng cụ và thậm chí cả chi tiết gia cơng nữa. Các mảnh vật liệu và
dụng cụ văng ra đơi khi có động năng lớn, bay đi khá xa và có khả nãng gây
ra chấn thương trầm trọng. Ớ các máy đập gang, vụn gang văng ra có thể
làm bị thương thậm chí có thể làm chết người. Khi phay hoặc tiện cao tốc,
phoi kim loại bắn ra vừa có động năng lớn, vừa có nhiệt độ cao (từ
300-í-500oC) lại càng nguy hiểm hơn. Khi tiện vật liệu dẻo, phoi dây có cạnh
sắc, có tốc độ hàng trăm m/phút rất dễ làm đứt tay chân công nhấn.

Các mảnh vỡ đá mài, răng cưa đĩa, mảnh dao phay răng chắp,... đều

có thể gây ra tai nạn. Lực ly tâm của các vật đang quay trịn văng ra có thế
tính theo cơng thức sau:

m . v
P = - ^ ~ , kG (3.5)

Ro

Trong đó: m - khối lượng vật nặng (kg)

V - vận tốc tiếp tuyến của vật nặng (m/s)

R„ - bán kính trọng tâm của vật nặng (m).

Nếu một mảnh đá mài có trọng lượng G = 4kG; V = 30 m/s, R„= 0,4m
thì có thể tạo ra một lực ly tâm là:

4.302
p =

9,81.0,4
= 917kG

G
Vì n 1 = — ; g là gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2.

g

ớ các máy đúc, máy rèn, lò nung, người vận hành máy cịn chịu tác
dụng của các yếu tơ' nhiệt..Các yếu tố này cũng tạo ra những vùng nguy

hiểm. Kim loại đang nóng chảy, khi tiếp xúc nhanh với nước, khí ẩm, các
vật lạnh ... có thể gây nổ làm bắn tung kim loại đi rất xa.

Khi rót hoặc sau khi rót kim loại vào khn, nếu khơng theo đúng
công nghệ làn khuôn hoặc lắp khuôn như: độ thốt khí của đất khơng điíy

280



tiết diện thốt hơi khơng đu, hệ thống rót có thiếu sót hoặc khn q ẩm,...
cũng có thể gùy nổ.

H ìn h 3.1. vùng n g tn hiểm của các m áy (c h ỉ hằng m ũ i tên đậm )

1- Truyền động bằng xích và đĩa xích

2- Truyền động bằng dây đai

3- Truyền động bằng bánh ràng thanh răng

4- Trục cán
5- Truyền động báng ràng
6" Vùng cuối của băng tải
7- Tiện; 8- Khoan; 9 - Mài; 10- Cưa đĩa ; 11- Cưa vòng;
12- Phay ngang ; 13- Bào ngang; 14- Dập; 15- cắt; 16-Uốn.

281

Khi đúc bằng máy đúc ly tàm, có thế xảy ra bắn tung kim loại vì rót
q nhiều vào khn quay. Khi đúc áp lực, kim loại lỏng có thể phun ra ở
các mặt giáp khn bị hở.

Trong khi dập nóng và rèn kim loại, các mẩu kim loại nóng bắn ra có
thể gây bỏng hoặc làm chấn thương.

Ĩ các lị cao tần, lò hồ quang, các máy hàn, các thiết bị kiểm tra cịn
hình thành các vùng nguy hiểm do tác dụng của các sóng ngắn, các tia hồng
ngoại, tứ ngoại, tia X, tia y ...

Vùng nguy hiểm có thê là nơi đặt dây điện trần có điện áp cao, các nơi
có chất độc, các chất lỏng hoạt tính, các bụi độc, bụi gây nổ,...

Trong một số trường hợp, vị trí vùng nguy hiểm và kích thước của nó
lại thay đổi trong khơng gian. Thí dụ, khi di chuyển vật nặng bằng cần trục,
vùng nguy hiểm là vùng phía dưới vật nặng, ngay vùng này cũng thường
xuyên di chuyển. Khi vật nặng càng lên cao thì phạm vi của vùng nguy hiểm
càng rộng.

Trên hình 3-1 trình bầy các vùng nguy hiểm của máy móc thiết bị.

Có vùng nguy hiểm có nhiều yếu tố nguy hiểm tác động đồng thời.
Khi mài nếu dùng đá loại hạt mài thiên nhiên có chứa Si02 nhiều thì ngoài
tác dụng của bụi mài làm đau mắt, bụi Si02 gây ra bệnh bụi phổi, khi đá vỡ
lại có thể gây ra tai nạn.

Ở vỏ các thiết bị điện, bên ngồi các bình hoặc đường ống dẫn khí
độc, bình thường khơng phải là vùng nguy hiểm, nhưng nếu vì một sự cố nào

đó, vì vi phạm ngun tắc an tồn rất có thể trở thành vùng nguy hiểm. Do
đó ngay từ khi thiết kế máy, thiết kế quy trình cơng nghệ, thiết kế mặt bằng
xí nghiệp... cán bộ kỹ thuật cần phải xác định trước đâu là vùng nguy hiểm,
tính chất tác dụng của nó như thế nào và đưa ra các biện pháp đề phịng
thích hợp.

3.2.2. Nhũng ngun nhân gây ra chấn thương khi sử dụng máy
móc thiết bị

Nguyên nhân gây ra chấn thương khi sử dụng máy móc thiết bị rất
khác nhau, rất phức tạp, phụ thuộc vào chất lượng của máy, đặc tính của quy

282



trình cơng nghệ, trình độ của người sử dụng,... Có nhiều cách phân loại các
loại nguyên nhân gây ra chấn thương khi sử dụng máy móc. Ở đây phân ra
ba loại nguyên nhân chính: do thiết kế, do chế tạo, do báo quản và sử dụng.

3.2.2.1. Nguyên nhân do thiết kế

Xuất phát lừ điểu kiện làm việc thực tế của thiết bị, dựa vào các yêu
cáu kỹ thuật, người thiết kế phải tính tốn về độ bền, độ cứng, độ chịu ăn
mòn, khá năng chịu nhiệt, chịu rung dộng, ... sao cho máy có thể làm việc
ổn định và an tồn.

Máy móc khơng thoả mãn các điểu kiện kỹ thuật sẽ dẫn tới gây tai
nạn. Đối với các chi tiết máy và cơ cấu chịu lực quan trọng như móc, cáp
của cần trục, vỏ các bình chịu áp lực, trục, bánh răng,... nếu thiếu độ bền cơ

học có thể làm rơi vật nặng, nổ vỡ bình, gẫy trục, vỡ bánh răng.

ơ một số trục, thiếu độ cứng làm cho trục biến dạng, sự ăn khớp giữa
các bánh răng lắp trên đó khơng tốt, có thể làm gãy răng. Các loại dao cắt
muốn làm việc bình thường phải đạt được độ cứng nhất định. Nếu độ cứng
thấp dao sẽ chóng mịn, lực cắt ngày càng tăng lên làm biến dạng hệ thống
còng nghệ, dẫn tới làm rung dộng và hư hỏng. Đối với các thiết bị nhiệt, nếu
chọn vật liệu khơng đúng có thổ làm cho độ bền giảm đi nhanh chóng dưới
tác dụng của nhiệt. Đối với các thiết bị hố chất, khơng đảm bảo độ bển, độ
chống ăn mịn thì sau một thời gian sử dụng, sự rị rỉ hố chất có hại sẽ tăng
lên làm ô nhiễm môi trường.

Các bộ phận làm việc với tốc độ cao, có rung động nếu khơng có biện
pháp chống tháo lỏng, có thế tháo lóng bulơng làm văng các chi tiết máy lớn
gây nguy hiểm. Bánh răng lắp trên trục, nếu khơng được hãm chật có thể
trượt ra khỏi vị trí thiết kế làn gẫy ráng, hỏng máy.

Ớ các thiết bị có vùng n«uy hiểm, nếu khơng có biện pháp che chắn,
cách ly thích hợp, có thể dẫn tới tai nạn. Nguy hiểm cũng có thể xảy ra khi
máy móc thiếu phanh hãm, thiếu hệ thống tín hiệu, thiếu các cơ cấu an tồn
cần thiết, khơng tiến hành cơ khí hố tự động hoá ở những khâu sản xuất
nặng nhọc, độc hại, có nguy cơ gây chấn thương và bệnh nghề nghiệp. Vi

283



phạm các nguyên tắc vệ sinh an toàn khi thiết kế mặt bằng xí nghiệp và lắp
đặt thiết bị, thiếu các biện pháp giảm tác hại của các chất độc, thơng gió,
chiếu sáng khơng tốt đều có thể là nguyên nhân trực tiếp hoặc gián tiếp gây

nouy hiểm.

3.2.2.2. Nguyên nhân do chế tạo

Máy móc đã được tính tốn thiết kế chính xác, nhưng nếu chế tạo
khơng tốt cũng khơng thể làm việc bình thường.

Ổ các bình chịu áp lực, nếu dùng lầm vật liệu, gị hàn không đảm bảo,
bu lỏng, dinh tán không đúng tiêu chuẩn rất dễ làm cho độ bền, độ kín, độ
chịu nhiệt giảm xuống.

Các quá trình rèn, đúc, nhiệt luyện, gia cơng cơ khí có ảnh hưởng
quyết định đến khả năng sử dụng của máy móc. Vật rèn đã bị cháy quá lửa,
có những vết nứt nhỏ, vật dúc bị rỗ, nhiệt luyện quá cứng hoặc chưa đủ độ
cứng đều có thể là nguyên nhân gây ra sự cố. ỏ những chi tiết chịu tải trọng
động, nếu bể mặt gia cơng cịn q thơ hoặc có nhiều vết xước thì khả năng
chịu ứng suât mỏi giảm đi và chi tiết khó làm việc lâu bển. Êcu chế tạo
khơng đúng các kích thước quy định, lỏng quá dễ bị chờn lãng và nó sẽ mất
hồn tồn khả năng chịu lực.

Lắp ráp khơng đảm bảo u cầu thì máy cũng khơng thể làm việc tốt.
Phân tích các nguyên nhân gây tai nạn, người ta thấy có nhiều trường hợp do
lắp ráp không tốt, chẳng hạn, khi lắp đã tạo ra một ứng suất trong quá lớn
làm rạn nứt đá mài hoặc làm biến dạng dẻo các bulông chịu lực.

3.2.2.3. Nguyên nhân do bảo quản và sửdụng

Muốn máy móc làm việc ổn định, có hiệu quả và bền lâu, phải có một
chế độ bảo quản và sử dụng chặt chẽ, nhất là đối với máy tinh vi, dễ hư
hỏng, dễ gây nguy hiểm. Phải thường xuyên kiểm tra, điểu chỉnh các cơ cấu

an toàn cho phù hợp với chế độ làm việccúa máy. Nếu vi phạm quy trình
cơng nghệ, khơng thường xun bảo dưỡng và duy trì chế độ làm việc hợp lý
của thiết bị, chắc chắn sẽ dẫn tới tai nạn. Những chốt an toàn của máy phay,

284



máy mài. các công tắc đầu đường của cần trục,... nếu tháo ra mà không lắp
lại đúng sẽ mất tác dụng. Nhiều khi chỉ vì xao nhãng những việc bôi trơn
làm cho các ổ trục bị cháy, phát nhiệt sẽ là nguyên nhân gây nổ, cháy và tai
nạn. ơ các van nước dập lửa của bình điều chế khí axêtilen, nếu đổ nước
thiếu sẽ khơng c'ó tác dụng báo vệ (xem hình 3-6). Các van an toàn ớ các nồi
hơi nếu điều chỉnh khơng đúng hoặc để han gỉ sẽ có thể dãn tới nguy hiểm.
Các cơ câu an toàn bị hỏng, trang bị bảo hộ bị hư hỏng, khơng thích hợp
cũng là nguyên nhân gây ra tai nạn.

3.2.3. Những biện pháp an toàn chủ yếu

3.2.3.1. Yêu cẩu chung

Thiết kế cơ cấu và máy hợp lý phải thoả mãn hàng loạt yêu cầu, trước
tiên là phái làm việc an toàn, tạo điều kiện lao động tốt, điều khiên thuận lợi
và nhẹ nhàng.

Mọi thiết bị thiết kế ra cần phái phù hợp với thể lực, thần kinh và đặc
điểm của các bộ phận của cơ thể người. Bởi vậy trong quá trình thiết kế máy
mới, cần phải tính đến khả năng của người điều khiển có thể nhận biết và sử
dựng những tin tức do các cơ cấu tín hiệu phát ra hay khơng. Khơng nên đòi
hỏi người sử dụng máy phái chú ý quá mức và phản ứng quá nhanh. Cần

phải đám bảo kha năng phân biệt rõ ràng, nhanh chóng những chỉ số của
thiết bị trong quá trình theo dõi máy và tạo điều kiện để rèn luyện thói quen
thao tác máy mà khơng địi hỏi mất nhiều cơng sức.

Cần phái đặc biệt đề phòng thao tác nhầm lẫn. Thao tác nhầm lẫn của
nhân viên phục vụ có thế do nhiều nguyên nhân như: khó nhớ được hệ thống
điều khiển quá phức tạp, phái tập trung sự chú ý quá mức vào nhiều thiết bị
làm việc sắp xếp lộn xộn, không thể xác định đúng hoặc nhận biết được giữa
nhiều chỉ số dê có thể điều chỉnh nhanh chóng và chính xác sự làm việc của
máy, nhìn nhầm do vịng chia hoặc thước khắc độ không rõ. Điều khiển các
cơ cấu điều khiên không phù hợp với chuyển dộng cần thiết của nó ...

Một thiết bị được thiết kế khỏng đảm báo an toàn thì khơng những là
ngun nhân gây ra tai nạn mà còn làih thiệt hại về mặt kinh tế.

285



Khi thiết kế máy, các cơ cấu điều khiển phải phù hợp với tầm vóc
người sử dụng, tầm tay, chiều dài chân, phạm vi nhìn...

Trong trường hợp cần làm cơng việc nặng nhọc thì tốt hơn cả là bố trí
làm việc ớ tư thế đứng. Song làm việc ở tư thế đứng chóng mệt hơn ở tư thế
ngồi. Tư thế làm việc cố định, kéo dài cũng gây ra mệt mỏi. Cần phải đảm
bảo khả năng thay đổi tư thế của người điểu khiển trong quá trình làm việc,
không bắt buộc phải thường xuyên làm việc trong một tư thế gị bó nhất
định. Khi làm việc ngồi mà tay cần phải chịu lực thì nên có chỗ tỳ tay. Cần
tận lượng các hoạt động điểu khiển của người thợ, tránh các động tác thừa,
có tính đến yêu cầu về sinh lý học.

Việc xác định hợp lý nhịp làm việc là biện pháp quan trọng để giảm
mệt nhọc và đỡ tốn sức. Các công việc đơn điệu, lập lại nhiều lần với nhịp
ngắn sẽ làm người lao động chóng mệt, cả về thể lực và tinh thần. Vì vậy
khơng nên phân tán nguyên công đến mức quá đơn giản, nhịp sản xuất quá
ngắn, làm cho công nhân biến thành một bộ phận của máy và hoàn toàn bị lệ
thuộc vào máy. Làm việc lâu dài trong một điều kiện như thế sẽ làm cho cơ
thể mất cân đối, dễ mắc các bệnh thần kinh.

Đế chống lại tính đơn điệu, cần phải phát huy sáng tạo, tính hoạt động,
xác định nhịp làm việc hợp lý, giáo dục lòng yêu nghề, sử dụng các yếu tố
thẩm mỹ,...

Để khôi phục và nâng cao khả năng làm việc và năng suất lao động,
nên bố trí nghỉ ngắn giữa giờ.

Khi thiết kế máy còn cần xuất phát từ những số liệu nhân chủng của
cơ thể con người.

Trường hoạt động của tay càng rộng thì tiêu hao năng lượng và thời
gian càng lớn. Khi tay (hoặc chân) đã duỗi tới vị trí tới hạn thì rất khó hoạt
động nhịp nhàng khi cần co theo chiều ngược lại. Khi cầrr hoạt động tuỳ ý :
nằm ngang, thẳng đứng, quay trịn thì khơng nên u cầu thao tác ra tồn
“vùng tối đa” mà chí nên ở trong “vùng thuận lợi”.

Hình dáng bề ngồi của máy cũng có ý nghĩa về an toàn và giảm nhẹ
sức lao động. Bề ngồi máy đẹp, gọn có thể làm giảm bớt căng thẳng về thể

286

lực, giám mệl mỏi và nâng cao khá năng lao động. Bề ngoài của máy cần
phái làm nhẩn, khơng có cạnh sắc và gồ ghề đế dễ lau sạch bụi bán và tránh
gáy ra chấn thương. Cấn phái dật kín các bộ phận truyền động trong thân
máy. trong các hộp để cho mắt dược yên tĩnh và thoải mái. Khi cần quan sát
bên trong thì đặt các cửa kính dế theo dõi. Nếu khơng thể đật kín được thì
phái che chắn các bộ phận truyển dộng.

Máv cấn dược'trang bị những cơ cấu phòng ngừa quá tải, phòng ngừa
nguồn cung cấp sụt điện áp, mất năng lượng,... Khi sử dụng các đồ gá khí
nén, thuỷ lực cần có biện pháp an tồn khi bất ngờ mất hắn hoặc giảm áp lực
của hệ thống khí nén. Khi hai bộ phận của thiết bị cùng hoạt dộng sẽ dẫn tới
sự cố thì phải có bộ phận khố hãm lẫn nhau. Cơ cấu đó phủi bảo đảm khi
cho bộ phận này làm việc thì khơng cho phép bộ phận kia làm việc nữa.

Khi chọn kết cấu máy mới, phái chú ý chọn sao cho người sử dụng dễ
quan sát sự hoạt động của máy, dễ bôi trơn, tháo lắp và điều chỉnh.

Khi bố trí chỗ nâng máy để di chuyển, phải tính đến vị trí trọng tâm
của nó, bảo đảm khi di chuyển, máy được ổn định.

Máv nên sơn màu sáng dịu, vì màu sắc quá sặc sỡ sẽ làm mỏi mắt và
phân tán tư tưởng. Nên sơn các màu khác nhau đê phân biệt các bộ phận sau
đày: các bộ phận truyền động, các bộ phận nguy hiểm, các nút bấm và cơ
cấu điểu khiển. Chọn các màu sơn nên phù hợp với nhau và phù hợp với màu
sác chung của toàn gian sản xuất.

3.2.3.2. Cơ cấu che chắn và cơ cấu bảo vệ

a)Cơ cấu che chắn

Mục đích của cơ cấu che chắn như sau:

- Cách ly người lao động với vùng nguy hiểm.

- Ngăn ngừa tai nạn lao động như rơi, ngã hoặc bị vật rắn bắn vào người.

Hình dáng và cấu tạo của cơ cấu che chắn rất khác nhau, phụ thuộc
vào cơng dung và điều kiên làm viêc cúa nó. Nó có thể chế tạo từ các loại
vật liệu khác nhau, miễn là thoả mãn các yèu cầu cơ bản sau:

287



- Ngãn ngừa được tác động xấu do bộ phận của thiết bị sản xuất gây ra.
- Không gây trỏ' ngại cho thao tác của người lao động.

- Không ảnh hưởng đến năng suất người lao động và công suất của
thiết bị.

Phân loại cơ cấu che chắn.

Có thể phân loại cơ cấu che chắn như sau:

- Che chắn các bộ phận, cơ cấu chuyển động.

- Che chắn vùng văng bắn các mảnh dụng cụ, vật liệu gia công.
- Che chắn bộ phận dẫn điện.

- Che chắn nguồn bức xạ có hại.

- Rào chắn vùng làn việc trên cao, hào hố.

- Che chắn tạm thời để có thể di chuyển được hay che chắn cố định
không di chuyển được.

Tất cả các cơ cấu truyền động đai, xích, bánh răng, trục vít, bánh vít,
trục truyền khơng cần tháo lắp thường xuyên đều cần trang bị những cơ cấu
che chắn cố định nếu khơng làm kín trong hộp hoặc thân máy được.

Hình 3-2.Cư cáu che chắn dá mài

1- vỏ bảo vệ có khớp bản lề
2- tấm chắn
3- cửa để điều chỉnh khoảng cách vỏ che
chắn đến đá mài;
4- ống hút bụi
5- ống kim loại mềm
6- vật gia cơng.

Trên hình 3-2 trình bày cơ cấu che chắn đá trên máy mài phẳng, đồng
thời đóng vai trị của một chụp hút bụi. Cơ cấu gồm một vỏ bằng thép hàn
1 có khớp bản lề, hai tấm chắn 2, cửa điều chỉnh 3 hợp thành miệng hút
bụi, ống hút bụi 4 nối liền với một ống kim loại mềm 5. Tuỳ theo lượng bụi
sinh ra mà người ta điều chỉnh cửa 3 để thay đổi khoảng cách giữa miếng
hút và đá mài.

288

b) Cơ cấu bảo vệ

Khi không thể che chắn hoàn toàn khu vực nguy hiểm, người ta thiết
kế cơ cấu bảo vệ nhàm tạo ra một khu vực an tồn đủ bảo vệ cho cơng nhân
phục vụ.

Thí dụ: đê để phịng chi tiết gia công và phoi văng ra, để tránh sự bắn
toé dung dịch trơn nguội và các dung dịch khác được sử dụng trong các q
trình cơng nghệ, người ta trang bị cơ cấu bảo vệ bằng vật liệu trong suốt
(nhu kính hữu cơ, kính stalinít,...), lưới thép hoặc bố trí các cửa quan sát ở
những nơi cần thiết.

Trên hình 3- 3. trình bầy cơ cấu bảo vệ trên máy tiện nhờ trục trượt 2
và bạc 3.

2 3 Ạ 5

H ìn h 3-3. C ơ cấu báo vệ d ộ n g trê n m áy

1- giá đỡ; 2- trục trượt; 3- bạc; 4- khung; 5- kính hữu cơ.

Khi bàn dao di chuyển để gia cơng, kính hữu cơ trong suốt 5 cũng dịch
chuyển theo. Kính bảo vệ ngăn khơng cho phoi vụn và phoi dây bắn vào
vùng công nhân đứng thao tác và theo dõi vật gia công. Khi cần gá hoặc tháo
chi tiết, chí cần lật tồn bộ kính bảo vệ quanh trục 2.

289

3.2.3.3. C ơ cấu phòng ngừa

Cơ cấu phòng ngừa là cơ cấu đề phòng sự cố của thiết bị có liên quan
đến điều kiện an tồn của cơng nhân.

Sự cố và sự hỏng hóc của thiết bị có thể là do các nguyên nhân kỹ
thuật khác nhau. Nó có thê do quá tải; do bộ phận chuyển động đặ di chuyển
quá vị trí giới hạn; do nhiệt độ, vận tốc chuyển động, cường độ dòng điện
vượt quá các trị số giới hạn cho phép. Tai nạn cịn có thể do nổ hoặc cháy
các vật liệu khác nhau.

Nhiệm vụ của cơ cấu phòng ngừa là tự động ngắt máy, thiết bị hoặc bộ
phận của máy khi có một thơng số nào đó vượt quá trị số giới hạn cho phép.

Theo khả năng phục hồi sự làm việc của thiết bị, cơ cấu phòng ngừa
được chia ra ba loại sau:

+ Các hệ thống có thể tự động phục hồi khả năng làm việc khi thông
số kiểm tra đã giảm đến mức quy định như li hợp ma sát, li hợp vấu - lị xo,
van an tồn kiểu tải trọng hoặc lò xo, rơ le nhiệt,...

+ Các hệ thống phục hồi khả năng làm việc bằng tay như trục vít rơi
trên máy tiện. Các hệ thống phục hồi khả năng làm việc bằng cách thay thế
như cầu chì, chốt cắt..... Các bộ phận này là các bộ phận yếu nhất của hệ
thống.

+ Trong quá trình thiết kế máy, phải tính tốn các bộ phận này thật

chính xác để đảm bảo cho thiết bị làm việc an tồn. Khơng một máy móc
thiết bị nào được coi là hồn thiện và có thể đưa vào hoạt động nếu khơng có
cơ cáu phịng ngừa thích hợp. Nhiệm vụ của cơ cấu phòng ngừa rất khác
nhau, nó phụ thuộc vào đặc trưng của thiết bị và quy trình cơng nghệ.

Để bảo vệ thiết bị điện khi cường độ dòng điện tăng lên quá cao hoặc
ngắn mạch người ta dùng cầu chì, các cơ cấu ngắt điện tự động, rơ le nhiệt.

Để phòng ngừa tai nạn do nổ các bình và thiết bị chịu áp lực có áp suất
cao hon áp suất khí trời, người ta trang bị các van an toàn kiểu tải trọng, lị
xo, màng an tồn...

290



Đê đề phịng máy móc bị quá tải
người ta dùng chốt cắt, li hợp ma sát,
li hợp vấu- lị xo.

Trên hình 3-4 trình bầy ngun
lý làm việc của cơ cấu an tồn có chốt
cắt. Bánh răng 3 lắp trên trục 1, truyền
chuyển động từ trục 1 sang bánh lãng
3 nhò' chốt 2. Nếu tải trọng vượt quá
giới hạn quy định chốt sẽ bị cắt đứt,
bánh răng không làm việc mặc dù trục
truyền vẫn quay.

Tính tốn chốt cắt an tồn theo

cơng thức sau:

Hình 3.4. chốt an tồn.
1 -trục; 2- chốt; 3- bánh răng.

d = 2.
M

n.o.x

Trong đó:

M - mô men cần truyền giới hạn.

(3.6)

o - đường kính trục.

X - ứng suất cắt của vật liệu làm chốt.

Ly họp vấu - lò xo và ly hợp ma sát là những cơ cấu phòng ngừa khá
hồn thiện vì chúng có thể điều chỉnh trị số tải trọng cho phép và tự động
phục hồi khả nâng làm việc khi tình trạng quá tải đã chấm dứt.

Trên hình 3-5 trình bầy ly hợp vấu - lị xo.

Nguyên lý làm việc của ly hợp này như sau: mômen làm việc được
truyền từ trục 1 qua then 2 truyền đến thân trong 3. Nhờ lực ép của lò xo và
lực ma sát, các chốt 6 ép chặt vào các rãnh của vỏ ngoài 4, chuyên động và
mơmen được truyền đến vó ngồi và dẫn đến các cơ cấu chấp hành. Nếu vỏ

ngoài 4 quá tải, nghĩa là mômen được truyền vượt quá trị số giới hạn, lực

291



vòng p tác dụng vào các chốt 6, thành phần lực hướng tâm T thắng cả lực ma
sát và lực ép của lò xo Q làm cho các chốt thụt vào thân trong 3 và tải trọng
không truyền qua ly hợp được nữa, trục 1 dù vẫn quay cũng khơng làm hỏng
thiết bị, khi đó sẽ nghe thấy tiếng kêu lách tách mạnh.

Mômen giới hạn của ly hợp nay được tính tốn như sau:

H ìn h 3-5.L y hợp x o

1- trục; 2- then; 3- thân trong; 4- vỏ ngồi; 5- lị xo; 6- chốt.

Trong đó: p* - lực vịng giới hạn truyền cho một chốt.

z - số chốt.

Dp - đường kính tính tốn.

Ta có lực hướng tâm T bằng:

292



(3-8)T = P;jl . tga

Trong đó: a- góc nghiêng của rãnh.

Lực ép lò xo Q làm việc với P I, là:

Q = T - F, - F, - Fcosa.

Trong đó: F, - lực ma sát do phản lực R, gây ra, F| = R|.f

F, - lực ma sát do phản lực R, gây ra, F2 = R2.f

F -lực ma sát do phản lực N gây ra trên mặt nghiêng, F = N .r

Với f — hệ số ma sát giữa chốt 6 và thân 3

f - hệ số ma sát giữa chốt 6 và rãnh vát của vỏ ngồi 4.

Trên hình 3-5 tính được các phản lực R, và R2 như sau:

Để để phòng tai nạn và hỏng hóc từng bộ phận của máy, xảy ra do các
bộ phận chuyển động vượt quá các trị số giới hạn quy định, cần phải có các
cơ cấu hạn chế hành trình về một phía hoặc cả hai phía. Trong các máy,
người ta thường dùng chốt cứng, chốt điều chỉnh nhiều vị trí, các loại vấu để
hạn chế hành trình.

Cơ cấu phịng ngừa cịn được dùng cho các thiết bị có nguy cơ nổ.
Chẳng hạn, khi hàn hơi có thê xáy ra tình trạng cháy ngược.

Nếu ngọn lửa vào đến bình điểu chế khí axêtilen thì sẽ gây nổ. Đê’ đề
phịng trường hợp này, người ta dùng van nước. Phụ thuộc vào áp suất, người

ta phân van nước ra các nhóm sau đây: van nước có áp suất thấp, trung bình
và cao.

Đé phịng nổ cho các bình điều chế khí axêtilen áp suất thấp và trung
bình, người ta dùng van nước tác dụng theo sơ đồ được trình bầy trên hình
3-6. Van nước gồm bình 1, được đổ nước đến mức quy định (lúc đổ nước
v à o miệng phễu 3, mở vòi 8 ra, khi nào thấy nước chảy ra ớ vịi đó là đủ

293



nước, hình 3-6a), ống dẫn khí 5 và ống thốt khí 2. ống 5 được ngâm xuống
nước sâu hơn ống 2. Trong trường hợp bình thường, khí axêtilen từ bình điểu
chế qua ống 5 van 6 đẩy nước ra khỏi ống rồi tạo thành các bong bóng qua
nước đi lên, vào van 7 rồi đi ra mỏ hàn (xem hình 3-6b). Nếu có lửa đánh
ngược (trường hợp khí axêtilen có áp suất q thấp) hước trong ống 5 dâng
lên cách ly bình điều chế với van.

Khi ngọn lửa vào van gây nổ, khí nổ bắn tung số nước trong ống 2 để
thốt ra ngồi (xem hình 3-6c). Sau khi nổ, van nước lại tự động khơi phục
lại vị trí làm việc bình thường (xem hình 3-6d).

H ìn h 3 -6 . V an nước đẻ dập lử a cháy ngư ợc củ a b ìn h đ iê u c h ế k h í a x ẻ tile n .

a) đổ nước; b) làm việc binh thường; c) tác dụng chặn cửa van khi lửa cháy ngược;
d) phục hổi lại vị trí làm việc bình thường.

3.2.3.4. C ơ cấu điểu khiển và phanh hãm

Các cơ cấu điều khiển gồm có các nút mở máy, đóng máy, hệ thống
tay gạt, các vô lãng điều khiển,...cần-phải làm việc tin cậy, dễ với tay tới, dễ
phân biệt, dễ điều khiển, xa vùng nguy hiểm, dễ nhớ,...

Các cơ cấu điều khiến phải bố trí sao cho khơng làm cho thần kinh q
căng thẳng, không phải cúi gập người và mất thăng bằng,...

Khi tliiết kế họặc chọn cơ cấu điều khiển, cần chú trọng đến hai điểu
kiện chính sau:

294



1- Sự phù hợp giữa chuyển dộng và vị trí của cơ cấu điều khiển và cơ
cấu chấp hành.

2- Hiệu quá khi sử dụng cơ cấu và bảng chỉ dẫn của cơ cấu.

Các bộ phận điều khiến phải thích ứng với thói quen và phản xạ bình
thường của con người:

- Những cơ cấu điều khiển phải sử dụng thường xuyên nên bố trí ở độ
cao từ khuỷu tay đến bá vai và nên gần chỗ công nhân đứng. Các cơ cấu điều
khiển nên tập trung và nên đặt trong một diện tích gọn nhất.

- Hướng của cơ cấu điều khiển, nếu có thể, bơ trí sao cho song song
với hướng chuyển động của cơ cấu chấp hành mà nó tác động. (Thí dụ: tay
gạt sang phải thì cơ cấu chấp hành cũng chuyển động về bên phải). Tay quay
khi quay theo chiều kim đồng hồ thì cơ cấu chấp hành tiến về phía trước

hoặc thực hiện hành trình làm
việc. Quay ngược chiều kim đồng
hổ thì cơ cấu lùi về phía sau hoặc
là thực hiện hành trình chạy
khơng.

Khi tay quay cấn làm việc
với lực mạnh thì nên bố trí trục
quay song song với đường chính
diện (hình 3-7a). Khi tay quay cần
quay nhanh thì nên bơ trí trục
quay nằm trong giới hạn từ đường
vng góc và đường tạo ra góc
60" so với đường chính diện của
người điều khiển (hình 3-7b).

Đối với những núm quay,
đường kính nhỏ hơn 20mm,
mơmen lớn nhất khơng nên q
l,5Nm. Các tay quay cần quay
nhanh, tải trọng đặt khơng nên
q 20 N.

Hình 3-7. Bơ' trí tay quay trên máy

a) khi cần quay với lực lớn
b) khi cần quay nhanh

295

Tay gạt phải có kết cấu có thể chí rõ vị trí của nó và khơng cho phép
nó bất ngờ rời khỏi vị trí đó.

Khi xác định kích thước của cơ cấu điều khiển.cần phải tính đến giới
hạn làm việc bình thường của bàn tay. Khi thiết kế bàn đạp điều khiến, phải
bố trí sao cho chân có tư thế duỗi nghiêng, tránh để chân phải đạp những
hành trình thừa vơ ích. Các nút bấm điều khiển cần phải sơn màu phân biệt.
Nút bấm mở máy nên sơn xanh hoặc sơn đen và làm thụt vào thân hộp 3mm.
Nút bấm ngừng máy nên sơn đỏ và làm thò ra 3-r5mm. Các nút bấm nên làm
lõm và có diện tích lớn hơn đầu ngón tay. Lực bấm khơng nên địi hỏi quá
mạnh (không được lớn hơn 30 Niutơn).

Những xe vận chuyển, những máy móc có yêu cầu dừng máy nhanh
chóng phải thiết kế các phanh hãm. Phanh hãm phải đảm bảo thuận tiện, tin
cậy và phải dừng được máy sau một thời gian quy định. Hiện nay trên các
máy công cụ, các máy công tác, người ta trang bị những phanh hãm điện từ.
Những phanh hãm này có ưu điểm cơ bản là khi ngắt máy, phanh hãm tức.
khắc phanh máy lại.

Hình 3-8. Sơ đồ phanh hãm

trục bằng điện từ - cơ khí

két hợp.

1- trục cán; 2) trục truyền chinh;

3) hộp giảm tốc; 4- tay gạt để

dừng máy sự cố; 5- công tắc

tiếp xúc; 6- cẩu dao điện từ;

7- Puli hãm của trục động cơ;

8- má phanh; 9- nam châm điện

của phanh; 10- lõi thép hút của

nam châm điện.

Trên hình 3-8 trình bầy sơ đồ phanh hãm sự cố bằng điện từ - cơ khí
kết hợp. Khi một tay cơng nhân ớ trong vùng nguy hiểm của máy thì tay kia
hoặc thân người tác dụng vào tay gạt 4 có dây bảo hiểm đặt gần đó, chỉ cần

I-------- V " 1

296



tv khẽ vào tay gạt 4, nguồn điện cung cấp chơ động cơ lập tức bị cắt, đồng
thời phanh hãm dừng máy lại.

Độ tin cậy làm việc của phanh hãm sự cố được đánh giá theo độ quay
quán tính cúa trục sau khi đã hãm máy sự cỏ trong trường hợp không tải.
Theo tiêu chuẩn khơng q 1/4 vịng đối với phanh điện động và khơng q
1/3 vịng đơi với phanh điện từ.

3.2.3.5. Khoá liên dộng

Khoá liên động là cơ cấu tự động loại trừ khả năng gây ra nguy hiểm
cho thiết bị sán xuất và công nhân trong khi sử dụng máy nếu vì một lý do
nào đó cơng nhân thao tác khơng đúng ngun tắc an tồn. Trên máy tiện,
máy phay, người ta dùng khoá liên động đế đám báo rằng, nếu chưa đóng
che chắn an tồn lại thì sẽ khơng mớ được máy. Cũng theo ngun tắc đó,
cửa buồng có điện áp cao, cửa buồng lái của thợ cần trục.v.v., có lắp khố
liên độn« đế khi đã đón« cứa lại mới có thế điều khiển được cần trục hoặc
thiết bị điện, để bàn từ của máy mài có điện làm việc, nghĩa là đã có lực hút
vật mài, thì máy mới cho đá mài quay khoá hãm cơ cấu trục trơn và vít me
của máy tiện.

Khố liên động có thế dùng điện, dùng cơ khí, dùng thuỷ lực hay điện
cơ khí kết hợp. Trên máy dập, máy ép, máy cưa và nhiều loại máy khác
người ta còn thiết kế khố liên động bằng tế bào quang điện.

3.2.3.6. Tín h iệu an tồn

Tín hiệu ản tồn là các tín hiệu báo hiệu tình trạng làm việc của máy
(an tồn hay sắp sảy ra sự cố).

Các loại tín hiệu an tồn có thể dùng:

- Tín hiệu ánh sáng là một biện pháp an toàn được sử dụng rộng rãi
trong các xí nghiệp, trong hệ thống giao thơng, đường sắt, đường bộ...

Tiêu chuẩn quốc tế về tín hiệu ánh sáng được quy định như sau:

Ánh sáng đỏ: tín hiệu cấm, biểu hiện sự nguy hiểm trực tiếp, thí dụ, tín
hiệu “dừng lại”, “máy hỏng”, “hết dầu”,...

297



Ánh sáng vàng: tín hiệu đề phịng, biểu hiện sự cần thiết phải chú ý.

Ánh sáng xanh: tín hiệu cho phép, biểu biện sự an tồn.

- Tín hiệu màu sắc để giúp cơng nhân xác định nhanh chóng và khơng
nhầm lẫn điều kiện an tồn khi thực hiện các cơng việc sản xuất khác nhau,
đế lưu ý công nhân đến những u cầu về kỹ thuật an tồn.

Tín hiệu màu sắc được phân ra hai nhóm lớn: chính và phụ.

Tín hiệu màu sắc chính gồm: đỏ, vàng và xanh lá cây. Chọn ba màu
sắc đúng là xuất phát từ các đặc tính sinh lý học của con người khi cảm thụ
chúng: một là nó có khả năng gây phản ứng xác định, hai là nó có tốc độ
kích thích khác nhau đối với các phản ứng này.

Màu đỏ theo sinh lý học làm tăng huyết áp và kích thích sự hoạt động
của con người, làm cho ta nhớ tới máu và lửa, gây ra phản ứng có điều kiện,
hướng con người tự bảo vệ và như vậy nó được dùng để đề phịng các nguy
hiểm trực tiếp, yêu cầu có phản ứng tức thời.

Màu vàng kích thích thị giác nhưng khơng có tác dụng kích thích
mạnh như màu đỏ, có khá năng tập trung chú ý, vì vậy dùng để báo hiệu sự
đề phòng.

Màu xanh lá cây làm hạ huyết áp, biểu thị sự yên tĩnh và không nguy
hiểm, đước sử dụng để làm tín hiệu an tồn.

Các màu sắc khác như trắng, da cam, xanh nước biển là những màu
sắc phụ.

Dùng các tín hiệu màu sắc trên các kết cấu cơng trình, các thiết bị
cơng nghệ, máy móc vận chuyển, đường ống để làm cho người ta chú ý đến
sự nguy hiểm hoặc an tồn.

Thí dụ: các dày dẫn điện, các đường ống mang hơi nước nóng thường
dược sơn màu đỏ.

Tín hiệu màu sắc có ý nghĩa rất quan trọng đê làm việc an toàn, chẳng
hạn các nút bấm điện đê điều khiên máy (“mớ máy”, “dừng máy”, “chạy
ngược”,...) nếu sơn cùng màu thì khi bất thình lình cần dừng máy ngay tức
khác, cõng nhân rất có thê nhầm lẫn khơng bấm nút dừng mà bấm nút mớ
máy do dó có thê dẫn đến tai nạn.

298



- Tín hiệu âm thanh: âm t h a n h có thể được phát ra bằng các cơ cấu
khác nhau như cịi, chng, kéng,...

Đế cơng nhân dễ nhận biết thì các tín hiệu của âm thanh phát ra phải
khác biệt với các tiếng ồn của sán xuất.

Cần trục, xe vận chuyển thường dược trang bị các tín hiệu âm thanh để
đề phịng có người đang đứng trong khu vực nguy hiếm.

Tín hiệu âm thanh cũng cần được trang bị cho các máy liên hợp lớn,
khi có một nhóm cơng nhân cùng làm việc. Trước khi cho máy chạy nhất
thiết phải báo hiệu bàng tín hiệu âm thanh đế đề phịng có người nào đó
đang chăm chú điều chỉnh trên máy khơng biết là máy sắp chạy. Tín hiệu
âm thanh cũng có thể báo hiệu rằng thiết bị đã làm việc đến mức giới hạn
cho phép, quá giới hạn đó sẽ dẫn tới sự cố. Thí dụ: mức nước trong bình đã
cao hoặc thấp quá mức quy định, nhiệt độ và áp suất đã vượt quá giới hạn,...

Tín hiệu an toàn được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với các cơ cấu
pliòns ngừa khác, cơ cấu tín hiệu an tồn phải đặt ớ chỗ dề quan sát hoặc đặt
ớ các báng điều khiển.

Tín hiệu phải bố trí sao cho nó xuất hiện được trước khi xảy ra tai nạn
hoặc hư hỏng.

Nhờ sử dụng tín hiệu, có thể khơng cần người theo dõi thường xun
các thông số làm việc của thiết bị.

- Dấu hiệu a