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包装机械安全检测第三方对急停电路切断时间的检测要求

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2025-10-19
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奥创检测实验室

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包装机械广泛应用于食品、医药等行业,其高速运转的封切刀、输送系统等部件对操作人员安全构成威胁,急停电路作为“最后一道安全防线”,其切断时间直接决定危险发生时的防护效果。第三方检测机构作为独立验证方,需严格遵循标准要求对急停电路切断时间进行检测,确保其满足安全防护需求。本文将详细阐述第三方检测中关于急停电路切断时间的具体要求。

急停电路切断时间的定义与安全意义

急停电路切断时间是指从急停装置(按钮、拉绳等)被触发到机械动力源(电机、气缸、电磁阀)完全中断的时间间隔,包含两个关键节点:一是急停触发信号产生(如按钮按下导致常闭触点断开),二是动力回路断开(如电机电流降至0、气缸压力降至大气压)。

在包装机械中,切断时间的安全性至关重要。以枕式包装机为例,其封切刀转速达300次/分钟,若切断时间超过0.2秒,封切刀会因惯性多转2.5圈,极易割伤清理物料的操作人员;气动立式包装机的横封气缸若延迟0.1秒,可能夹伤操作人员手部。

第三方检测的核心目标是验证急停电路的“响应速度”,避免企业自检因成本或认知局限忽略安全隐患。例如某食品企业仅测试操作面板急停,未覆盖侧面拉绳,第三方检测发现拉绳切断时间达0.4秒,远超标准,及时督促整改。

切断时间需结合机械惯性——旋转部件(如糖果包装机旋转封头)惯性大,对切断时间要求更严;直线部件(如饼干输送皮带)惯性小,要求相对宽松,但均需符合标准限值。

第三方检测的核心标准依据

第三方检测需严格遵循国家与国际标准,确保结果权威。国内基础标准是GB 5226.1-2019《机械电气安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件》,其规定急停动作后动力电路应尽快断开,时间不超安全最大值;国际标准ISO 13850:2015《机械安全 急停装置 功能要求》则明确测量方法与限值,如旋转机械切断时间≤0.2秒。

行业-sPecific标准也需参考:GB 28947-2012《食品机械安全卫生》要求食品包装机切断时间≤0.25秒;GB/T 30790.1-2014《包装机械 安全要求 第1部分:通则》规定带旋转刀具的设备≤0.18秒。

检测机构需根据设备类型(旋转/直线)、危险等级(GB/T 16855.1的A-D级)选择标准。如危险等级D级的高速糖果机,需同时满足ISO 13850与GB 28947的严格要求,确保检测与风险匹配。

标准的选用需基于风险评估——危险等级越高,限值越严,例如D级设备要求≤0.15秒,即使符合通用标准,超限值仍判定不合格。

检测前的设备与环境准备

检测前需确保设备状态正常:包装机械需启动并运转至额定速度(如封切刀转速300次/分钟),避免因未启动导致“虚假切断时间”(电机未运转时电流为0,无法准确测量)。

急停装置需完好:检查按钮外观(无破损、卡滞)、触点电阻(万用表测量常闭触点≤0.5Ω)、复位功能(手动复位才能恢复电路)。若按钮触点氧化或弹簧失效,需更换后再检测,避免装置故障影响结果。

环境条件需合规:温度10℃-35℃、湿度≤85%(避免湿气影响绝缘),无明显电磁干扰(如电焊机、变频器)。若有干扰,需用屏蔽线连接仪器并接地,减少信号杂波。

检测人员需熟悉电气原理图:明确急停电路路径(急停按钮→中间继电器→接触器→电机),避免连接错误。例如某立式包装机急停通过KA1控制KM1,需确认KA1线圈与急停串联、KM1控制电机主回路。

检测点的选取原则

检测点需覆盖全流程:首先,急停装置全覆盖——设备上所有急停(操作面板按钮、侧面拉绳、防护门开关)都要测试,不同位置可能连接不同回路。例如某饼干机有3个急停,需分别测试每个按钮的切断时间。

其次,动力回路精准选点:电机驱动设备测接触器触点断开时间(如KM1主触点两端,记录电流降为0的时刻);气动设备测电磁阀断电时间(压力传感器测气缸压力下降时间);液压设备测液压泵电机与换向阀动作时间。

控制回路需验证:急停需断开控制回路(如PLC输入信号),避免动力回路误启动。例如某PLC控制的包装机,需检测急停后PLC输入点I0.0从“ON”变“OFF”,确保控制信号中断。

关注“最晚断开点”:若设备有多个动力源(电机+气缸),需选切断时间最长的点作为判定依据。例如某月饼机电机切断0.15秒、气缸0.2秒,需以气缸0.2秒为结果。

检测仪器的技术要求

示波器是核心仪器,需满足:带宽≥被测信号最高频率5倍(电机电流50Hz,带宽≥250MHz),确保捕捉电流突变;采样率≥10MS/s(每秒10兆次),保证时间分辨率(0.1μs)。

电流探头需匹配:量程覆盖被测电流(如电机电流5A,探头量程≥10A),精度≤1%(避免探头误差)。例如Tektronix A622探头(量程0-20A,精度0.5%),符合标准要求。

辅助仪器需校准:压力传感器(气动设备)响应时间≤1ms,万用表精度≤0.5%,且均在校准有效期内(第三方仪器每12个月校准一次)。

仪器连接规范:电流探头夹在电机主回路一根导线(避免电流抵消),示波器触发通道接急停信号(如按钮常闭触点两端,下降沿触发),确保触发与急停同步。

具体检测流程与操作

第一步,设备预热:启动包装机至额定速度,预热10分钟,确保电路稳定(避免电机启动电流干扰)。

第二步,仪器设置:示波器预热3分钟,设为“边沿触发”,触发源选急停信号通道,触发条件“下降沿”,水平刻度100ms/格,垂直刻度按电流调整(如5A设1A/格)。

第三步,触发与记录:检测人员快速按下急停(时间≤0.1s),示波器记录波形,读取T1(急停触发时刻)与T2(电流降0时刻),T2-T1为切断时间。

第四步,重复测试:每个急停测3次,取平均值(避免操作误差)。例如某枕式机测试3次结果0.12s、0.15s、0.13s,平均值0.13s。

第五步,异常处理:若结果超限值,需检查原因(按钮接触不良、仪器设置错误),排除后重新测试,确保结果可靠。

切断时间的判定准则

判定需结合设备类型与风险:通用限值按GB 5226.1,“立即停机”机械≤0.2s,“允许停机时间”机械≤0.5s;行业标准GB 28947要求食品包装机≤0.25s,GB/T 30790.1要求带旋转刀具设备≤0.18s。

危险等级对应限值:按GB/T 16855.1,危险等级D(极高)≤0.15s,C(高)≤0.2s,B(中)≤0.3s,A(低)≤0.5s。例如高速糖果机风险D级,需≤0.15s,若测试0.18s则不合格。

判定需基于风险评估:企业或检测机构出具的风险评估报告,明确设备危险等级与限值,确保判定与安全需求匹配。

区分“电路切断”与“机械停止”:第三方仅测电路切断时间,机械停止时间由企业通过制动装置(如电磁刹车)解决,不纳入检测判定。

检测结果的记录与追溯

记录需完整可追溯:包含设备信息(名称、型号、出厂编号、厂家)、环境(温度、湿度、干扰)、仪器(名称、型号、校准日期)、检测人员(姓名、资质)、测试数据(次数、时间、平均值、判定)。

保留原始波形:示波器记录的触发与动力波形需存为不可修改格式(如.wfm),存储在加密介质(光盘),保留5年(符合GB/T 27025要求)。

异常说明:测试中遇到的干扰、设备故障及处理方法需记录,若使用单位异议,可提供原始记录与波形复核。

例如某医药包装机检测记录,包含3个急停的平均值(0.12s、0.14s、0.13s)、示波器校准证书(有效期2025年6月)、原始波形,可5年内随时追溯。

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