胶轮压路机安全防护装置设计与应用研究

胶轮压路机安全防护装置设计与应用研究

吕荣海

安徽省公路桥梁工程有限公司 合肥市 230051

摘要：胶轮压路机是沥青面层摊铺施工作业中的常用装备存在设备质量大、行进速度快、往返操作频繁、工作噪声小、后侧面视觉盲区大、需场地施工人员配合等作业特征时常发生与施工作业人员或相邻附属的刮擦与碰撞事故，而带来无法挽回的经济与生命代价。通过本设计应用使胶轮压路机在作业过程中能全方位防止安全事故发生。

关键词：胶轮压路机；安全防护装置；安全生产；设计与应用

1 前言

随着公路建设的不断发展,机械化程度越来越高,在这些机械设备工作的同时还会有很多的劳务工人、技术人员、管理人员及其他相关人员也会同时在现场作业,现场作业安全管理成为公路现场施工管理部门的一项重要日常工作。随着机械的种类、数量在不断增加,机械伤人事故时有发生,事故屡见不鲜,造成人员伤亡或巨大财产损失。

胶轮压路机是沥青和水稳施工中不可或缺的重要设备，胶轮压路机自身质量大且碾压作业速度较快，作业往返频繁。为了防止破坏摊铺完的沥青路面，目前在沥青路面施工中主要采用人工对轮胎涂刷防粘油的方法解决沥青黏附问题。驾驶机手自身观察周围环境时，会存在视野盲区和视线模糊的地方。目前，国内胶轮压路机尚未研发出有效适用的安全防护系统，为此我公司责成路面公司组织成立研发团队探索研制胶轮压路机碾压作业的安全防护系统，以填补这一不足。通过先进且实用的技术研究，综合应用于胶轮压路机安全防护体系，设计中对可能出现的安全隐患充分的考虑，对可能出现的碰撞充分防范。

2方案设计与实际应用

2.1胶轮压路机安全防控措施整改方案优化

本次设计研究的主要目标一种可用于胶轮压路机安全防护装置，这是一种在胶轮压路机上做出的改进设计。该设计主要针对胶轮压路机易出现安全隐患的前后轮胎做安全防护，包括压路机本体和前后胶轮轮胎、压路机机架、刹车系统。安全护栏为加装在胶轮轮胎固定架上护栏主要结构为钢管与槽钢按压路机型组装焊接而成，护栏选择固定在轮胎固定桥架上能和轮胎随动。护栏为保证安全限度底边离地高度不高于20厘米、上边沿离地高度不高于80cm以保证擦油空间，两侧外边沿与胶轮最外边沿设计等长。自动刹车通过护栏与刹车系统设置关联电路及气路系统实现。刹车系统为原压路机刹车系统包括：储气罐、刹车总泵、转换阀、气助力泵、刹车分泵和相关管线。设计关联电路系统以通过安全护栏接触的行程开关控制外加刹车进气的电磁阀、放气电磁阀、相关控制线路以及报警警笛。安全防护装置利用加装在胶轮轮胎固定架上护栏与刹车系统设置的关联电路系统与气路系统实现。本结构设计合理，有效的防止人和物接触或碰撞设备时发生伤害，并对施工附属设施起到保护作用。以较低的成本加工制作，便于拆装和运输，保证胶轮压路机安全生产和安全运行同时，极大的降低生产过程中安全风险。

（2）功能应用与实现

安全装置具备的核心功能即自动刹车功能，通过护栏行程开关动作结合设计控制电路对原刹车系统的气路自动控制。刹车系统加装电磁阀与护栏行程开关关联，自动控制刹车动作与报警鸣笛。

参与装置功能实现部件包括防护护栏1，护栏1包括穿孔槽钢2、镀锌钢管3。防护护栏1通过槽钢架4与压路机机体连接，该连接可随轮胎转动。槽钢架4包括连接可180度转动铰链5、弹簧6、行程开关s1、定位销孔7。当护栏1主动受力或被动受力时行程开关s1吸合，继电器K1得电，K1(1、2)(3、4)常开触点闭合，常闭电磁阀Y1打开进气刹车系统启动，长开电磁阀Y2关闭以封闭9刹车总泵的泄气通道确保刹车有效，警笛报警，储气罐通过Y1进气，刹车系统工作，压路机实现安全防护功能。受力解除时护栏1在弹簧6作用下回位，行程开关s1断开，按下解锁按钮开关s2，K1断电，Y1关闭，Y2打开放刹车气自动刹车解锁，警笛停鸣，压路机恢复正常运转状态。

2.穿孔槽钢3.镀锌钢管4。槽钢支架5.铰链合页6.压紧弹簧7.定位销与孔S1.行程开关

图2.1为本实用新型安全防护装置护栏结构示意图与实物图；

S1.行程开关 S2.按钮开关 K1.继电器 K1(1、2).常开触点 K1(3、4).常开触点 Y1.常开气路电磁阀 Y2.常闭气路电磁阀 H1.报警警笛

图2.2为本实用新型安全防护装置电路控制示意图。

(3)防撞试验

为确保胶轮压路机安全护栏应用效果，推广应用前进行安全试验检测。分别进行了静态检测，动态检测。动态检测分别按照胶轮压路机的慢档和快档检测（胶轮压路机一般只有这两档）。

实际检测情况见表2.1。

表2.1

从静态检测结果可以看出，不考虑障碍物形变及测距和测时误差，碰撞时反应灵敏对障碍物实际推动距离较小，可以推演出静态碰撞对人和物伤害是微乎其微的，此试验可以检测胶轮压路机安全护栏可以减轻胶轮起步时可能带来的伤害事故。

动态检测就是选择胶轮压路机实际工作中的两种行驶状态下进行的试验，分别显示准备阶段、慢档碰撞和快档碰撞产生实际位移。实际检测数据如表2.2所示。

表2.2

通常胶轮压路机只有两种档位快慢工作档，动态检测试验选择正常工作状态分别从距离50m处试验三次碰撞产生的位移及反应时间结果。通过检测结果可以看出胶轮压路机慢档工作状态碰撞障碍物时1秒左右就会停下来，碰撞后产生的位移约30cm。胶轮压路机快档工作状态碰撞障碍物约2秒就能够停下来，碰撞后产生的位移约80cm。从动态检测可以看出，安全护栏大大减轻碰撞时带来的冲击力，因此也将大大减轻胶轮压路机工作过程中碰撞事故发生时带来的伤害。

通过动静检测胶轮压路机安全护栏研发成果有效降低人或物接触胶轮压路机时带来伤害可能性；有效降低胶轮压路机操作人员工作疲劳或误动作带来安全事故隐患；有效降低在胶轮压路机视觉盲区可能出现伤害；有效降低交叉作业时可能出现给人和物伤害。在检测达到设计要求效果后，公司内部进行了推广应用。

3效益分析

材料成本约1500元，人工及其他成本约2000元，制作总成本约3500元。该新型安全防护装置主要解决了多年困扰沥青和水稳施工胶轮压路机安全难题，通过技术措施有效降低人或物接触胶轮压路机时带来伤害可能性；有效降低胶轮压路机操作人员工作疲劳或误动作带来安全事故隐患；有效降低在胶轮压路机视觉盲区可能出现伤害；有效降低交叉作业时可能出现给人和物伤害。降低了安全风险，基于安全事故即最大成本，生命无价等安全理念，该安全防护措施产生安全效益和社会效益是无价的。

4结语

通过对胶轮压路机柴油机相关构造及刹车系统的分析研究，研发出一套适应多种厂家和各种机型的安全防护护栏，该安全护栏和刹车系统有效结合，安全灵敏且不会造成生产影响。经实际应用检验效果良好。胶轮安全防护系统通过实际应用检验的到操作人员和管理人员认可，确保了该技术具有稳定性、可操作性、先进性及可靠性，并在实际应用中得到有效的验证。社会认可度逐步形成，通过进一步完善将有更大的市场需求前景。

参考文献

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