Nivelpuomikeventimen turvallisuuden suunnittelu
Mikkonen, Mathias (2022)
2022
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-05-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205034305
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205034305
Tiivistelmä
Nostolaitteiden tarkoituksena on helpottaa raskaiden taakkojen käsittelyä ja siten vähentää fyysisestä rasituksesta aiheutuvia työperäisiä sairauksia. Nivelpuomikeventimessä on nivelletty puomi ja tarttuja, joiden avulla voidaan siirtää kappaleita koneen työalueen sisällä. Nivelletty puomi mahdollistaa kappaleiden nostamisen myös paikkoihin, joihin perinteisillä ylhäältä päin laskevilla nostureilla ei päästä. Konetta voidaan käyttää esimerkiksi erilaisten työstö- tai mittauskoneiden yhteydessä työkappaleiden käsittelyyn. Tämän diplomityön tarkoituksena on selvittää nivelpuomikevennintä koskevat turvallisuusvaatimukset ja suunnitella koneesta uusi versio näiden vaatimusten mukaiseksi.
Työn alussa selvitetään kirjallisuuskatsauksen avulla konedirektiivin vaikutusta turvallisen koneen suunnitteluun. Konedirektiivin lisäksi tutustutaan standardeihin, joita voidaan hyödyntää suunnittelussa. Standardeja seuraamalla varmistutaan, että tehtävät ratkaisut täyttävät konedirektiivin asettamat oleelliset terveys- ja turvallisuusvaatimukset.
Käyttäjän työssään kohtaamia vaaroja ja niihin liittyviä riskejä selvitetään riskin arvioinnin avulla. Konedirektiivi asettaa lähtökohdat riskin arviointiin määrittelemällä käytettävän toimintatavan. Tässä työssä riskin arviointi suoritetaan ISO 12100 -standardin mukaisesti. Vaarojen tunnistamiseen hyödynnetään useita eri lähteitä. Tapaturmaraporteista tutkitaan aiempia nostureilla ja nostolaitteilla sattuneita onnettomuuksia. Standardien listat merkittävistä vaaroista ovat keskeisimpiä lähteitä vaarojen tunnistamiseen. Näiden lisäksi tunnistetaan loput vaarat tutkimalla käyttäjien työtehtäviä koneen elinkaaren eri vaiheissa. Vaaroja aiheuttaa myös koneen väärinkäyttö, joka huomioidaan riskin arvioinnissa.
Lopuksi selvitetään, millaisilla suunnitteluratkaisuilla koneen käyttöön liittyviä riskejä voidaan pienentää. Riskien pienentämiseen käytetään konedirektiivissä määritettyä kolmen askeleen menetelmää. Ensimmäisen askeleen tavoitteena on poistaa vaaroja tai pienentää niihin liittyviä riskejä suunnitteluratkaisujen avulla. Esimerkiksi tarttujan paineilmasylinteriin liittyvä puristumisvaara saadaan poistettua koneesta kokonaan. Mikäli riski ei ole riittävän pieni ensimmäisten toimenpiteiden jälkeen, hyödynnetään suojuksia ja ohjausjärjestelmän turvatoimintoja. Työssä esitetään kappaleen pudottamisen estävän turvatoiminnon suunnittelu. Turvatoiminnon ansiosta käyttäjä ei voi pudottaa nostamaansa kappaletta kesken noston.
Suunnitteluvaiheen lopuksi arvioidaan koneeseen liittyvät riskit uudelleen ja listataan koneen jäännösriskit. Jäännösriskien ja muiden tarvittavien tietojen pohjalta luodaan tarvittavat käyttö- ja huolto-ohjeet koneen mukana toimitettavaksi. Ohjeiden lisäksi esitellään myös muut konedirektiivin vaatimukset CE-merkityn koneen markkinoille saattamiseksi.
Työn alussa selvitetään kirjallisuuskatsauksen avulla konedirektiivin vaikutusta turvallisen koneen suunnitteluun. Konedirektiivin lisäksi tutustutaan standardeihin, joita voidaan hyödyntää suunnittelussa. Standardeja seuraamalla varmistutaan, että tehtävät ratkaisut täyttävät konedirektiivin asettamat oleelliset terveys- ja turvallisuusvaatimukset.
Käyttäjän työssään kohtaamia vaaroja ja niihin liittyviä riskejä selvitetään riskin arvioinnin avulla. Konedirektiivi asettaa lähtökohdat riskin arviointiin määrittelemällä käytettävän toimintatavan. Tässä työssä riskin arviointi suoritetaan ISO 12100 -standardin mukaisesti. Vaarojen tunnistamiseen hyödynnetään useita eri lähteitä. Tapaturmaraporteista tutkitaan aiempia nostureilla ja nostolaitteilla sattuneita onnettomuuksia. Standardien listat merkittävistä vaaroista ovat keskeisimpiä lähteitä vaarojen tunnistamiseen. Näiden lisäksi tunnistetaan loput vaarat tutkimalla käyttäjien työtehtäviä koneen elinkaaren eri vaiheissa. Vaaroja aiheuttaa myös koneen väärinkäyttö, joka huomioidaan riskin arvioinnissa.
Lopuksi selvitetään, millaisilla suunnitteluratkaisuilla koneen käyttöön liittyviä riskejä voidaan pienentää. Riskien pienentämiseen käytetään konedirektiivissä määritettyä kolmen askeleen menetelmää. Ensimmäisen askeleen tavoitteena on poistaa vaaroja tai pienentää niihin liittyviä riskejä suunnitteluratkaisujen avulla. Esimerkiksi tarttujan paineilmasylinteriin liittyvä puristumisvaara saadaan poistettua koneesta kokonaan. Mikäli riski ei ole riittävän pieni ensimmäisten toimenpiteiden jälkeen, hyödynnetään suojuksia ja ohjausjärjestelmän turvatoimintoja. Työssä esitetään kappaleen pudottamisen estävän turvatoiminnon suunnittelu. Turvatoiminnon ansiosta käyttäjä ei voi pudottaa nostamaansa kappaletta kesken noston.
Suunnitteluvaiheen lopuksi arvioidaan koneeseen liittyvät riskit uudelleen ja listataan koneen jäännösriskit. Jäännösriskien ja muiden tarvittavien tietojen pohjalta luodaan tarvittavat käyttö- ja huolto-ohjeet koneen mukana toimitettavaksi. Ohjeiden lisäksi esitellään myös muut konedirektiivin vaatimukset CE-merkityn koneen markkinoille saattamiseksi.