🔥 BS EN 619 深度解读：皮带、滚筒输送机安全设计与选型方法
📑 目录
一、标准概述：BS EN 619 是什么？
BS EN 619 是英国采纳欧洲标准后形成的国家标准，全称为 《连续输送机械与系统——皮带输送机和辊道输送机的安全要求》（Continuous Handling Equipment and Systems — Safety Requirements for Belt Conveyors and Roller Conveyors）。该标准由欧洲标准化委员会（CEN）制定，对应 EN 619:2002 + A1:2010，是输送机械领域最具影响力的安规标准之一。
业界常说的"BS EN 619"实际上涵盖了一整套针对输送设备的安规体系，它在欧洲机械指令（Machinery Directive 2006/42/EC）的框架下，为皮带输送机和辊道（滚筒）输送机的设计、制造和安全防护提供了完整的技术规范。任何计划将输送设备出口到欧盟或英国市场的制造商，都必须严格遵循 BS EN 619 的技术要求，以确保产品符合 CE 或 UKCA 认证。
📌 核心要点
标准全称：BS EN 619:2002+A1:2010
中文别名：连续搬运设备——皮带输送机和辊子输送机安全要求
适用地区：欧盟（EN 619） / 英国（BS EN 619）
协调标准关系：EN 619 是机械指令 2006/42/EC 的协调标准之一，满足 EN 619 即可推断符合机械指令的基本健康与安全要求（EHSRs）
二、适用范围与核心定义
BS EN 619 明确规定了其适用范围：
- 皮带输送机（Belt Conveyors）——包括平面皮带、槽型皮带、倾斜/垂直输送皮带等
- 辊道/滚筒输送机（Roller Conveyors）——包括动力滚筒输送机（Powered Roller Conveyors）和无动力重力式滚筒输送机（Gravity Roller Conveyors）
- 上述设备的组合系统及附属装置
不适用范围：本标准不涵盖以下设备：
- 固定式带式输送机用于散料输送（此类设备适用 EN ISO 5049-1 或 EN 620）
- 移动式输送机（如移动式堆料机）
- 地下矿井用输送设备
- 链板输送机、网带输送机等其他类型的连续输送设备
BS EN 619 中的关键定义：
| 术语 | 定义 |
|---|---|
| 皮带输送机 | 以摩擦驱动方式运行的连续输送机械，承载和牵引构件为环形柔性输送带 |
| 滚筒输送机 | 由一系列滚筒组成的输送通道，物料依靠动力驱动或重力作用在滚筒上移动 |
| 危险区域 | 输送机运行中可能对人造成伤害的空间区域，包括夹入点、卷入点、剪切点等 |
| 防护装置 | 通过物理屏障防止人或人体部位进入危险区域的装置 |
| 安全距离 | 防护装置到危险区域的最小距离，用于防止人体部位触及危险区域 |
三、危险识别与风险评估框架
BS EN 619 要求制造商在设计阶段系统性地识别所有潜在危险，并按 EN ISO 12100（机械安全——设计通则）的原则进行风险评估。标准附录中列出了输送机械最常见的危险类型：
3.1 机械危险
- 夹入/卷入危险（Crushing/Entrapment）：皮带与驱动滚筒之间、皮带与改向滚筒之间、皮带与托辊之间、滚筒之间的间隙
- 剪切危险（Shearing）：皮带边缘与固定结构之间的剪切点
- 切割危险（Cutting）：输送带接头、毛边、滚筒表面缺陷
- 缠绕危险（Entanglement）：旋转轴、联轴器、外露螺栓等
- 抛射危险（Ejection）：输送物料飞溅、输送带断裂反弹
- 跌落危险：高处检修平台、跨越输送机通道等
3.2 电气危险
- 直接接触带电部件
- 间接接触（绝缘失效导致的漏电）
- 静电积聚（特别是在干燥环境下输送塑料或橡胶制品时）
- 电机过热、短路
3.3 其他危险
- 热危险：皮带与滚筒长时间摩擦产生的高温
- 噪声危险：驱动单元、滚筒运转产生的噪声
- 人体工效学危险：操作和维护位置不当导致的劳损
- 滑倒绊倒危险：输送线周围的润滑油、杂物
四、皮带输送机设计选型要求
BS EN 619 对皮带输送机的每一个关键部件都提出了设计要求。以下从工程实践角度逐一解读。
4.1 驱动装置安全要求
驱动滚筒（Drive Pulley）：
- 驱动滚筒直径必须根据输送带类型和张力进行计算，通常不小于输送带与滚筒接触区最小曲率半径的要求
- 滚筒表面可采用橡胶包覆（Lagging）以增加摩擦系数，摩擦系数μ通常取 0.25~0.45（干态条件下）
- 标准规定驱动滚筒必须配备防护罩，防止衣物或肢体卷入
电机与减速机：
- 驱动功率计算公式：
P = F × v / η - 其中 F 为总驱动力（包含物料摩擦阻力、托辊阻力、提升阻力、清扫器阻力等），v 为带速，η 为传动效率
- 电机需设置过载保护，选用符合 EN 60204-1 的电气元件
- 减速机应配备逆止器（Backstop）以防输送机在负载状态下反向运行，尤其在倾斜输送机中为强制要求
联轴器与制动器：
- 外露的旋转联轴器必须安装防护罩
- 倾斜输送机必须配备制动器，制动力矩需按满载斜面停机工况计算：
Tbrake ≥ 1.5 × Tmax
⚙️ 皮带输送机功率快速估算
P = (C × f × L × v) / 1000 + (Q × H) / 367
式中：C = 输送机长度系数，f = 摩擦系数（0.02~0.03），L = 输送机长度（m），v = 带速（m/s），Q = 输送量（t/h），H = 提升高度（m）。
该公式为初步选型经验公式，精确计算需按逐点张力法进行。
4.2 滚筒与托辊设计
BS EN 619 对滚筒和托辊的安全要求主要集中在防止人员与旋转部件接触，以及保证结构强度：
- 滚筒直径系列：标准推荐根据输送带张力选择，常用规格为 320、400、500、630、800、1000、1250、1400 mm 等
- 托辊间距：承载段托辊间距根据物料密度决定，通常为 1.0~1.5 m；回程段为 2.5~3.0 m
- 槽角：承载托辊组槽角通常为 20°、30°、35°、45°，槽角越大输送量越大但输送带应力也越大
- 缓冲托辊：受料段必须设置缓冲托辊组，间距不大于 0.5 m
- 安全防护：所有旋转滚筒和托辊在人员可触及范围内必须安装防护网或防护罩，网孔尺寸需满足 EN ISO 13857 安全距离要求（见下文）
4.3 张紧装置
张紧装置是皮带输送机安全运行的关键部件：
- 螺旋张紧：适用于短距离（L < 50 m）轻型输送机，调节行程为输送机长度的 1%~2%
- 重锤张紧：适用于长距离输送机，能自动补偿皮带伸长，张紧力恒定
- 液压/电动张紧：适用于大型输送机，可根据工况动态调整张紧力
BS EN 619 要求张紧装置必须：
- 设有张紧行程限位开关，当张紧行程超出范围时报警停机
- 张紧滚筒的移动轨道应设有防护，防止人员被移动部件挤压
- 重锤张紧的重锤区域必须设置隔离围栏，防止人员进入重锤下方区域
4.4 输送带选型
皮带选型直接关系到输送机的安全性和使用寿命：
| 输送带类型 | 适用场景 | 特点 |
|---|---|---|
| 橡胶输送带（EP/NN） | 重载散料、矿石、煤炭等 | 耐磨、耐冲击，适用 -20°C ~ +60°C |
| PVC/PU 输送带 | 轻工、食品、电子装配 | 卫生易清洁，适用 -10°C ~ +80°C |
| 硅胶输送带 | 高温环境、食品烘烤 | 耐温可达 200°C |
| 金属网带 | 高温烧结、冷冻隧道 | 耐温范围广，透气性好 |
| 防静电输送带 | 电子、化工、粉尘环境 | 表面电阻 ≤ 10⁶ Ω |
| 耐油输送带 | 机加工车间、含油零件输送 | 耐油橡胶配方，抗溶胀 |
BS EN 619 特别强调：
- 输送带必须有防静电性能（用于可能存在爆炸性环境的场合）
- 输送带阻燃性能需满足相应等级（用于木材、造纸等可燃粉尘环境）
- 输送带接头强度不低于带体强度的 80%（机械接头）或 90%（硫化接头）
4.5 防护装置与安全距离
这是 BS EN 619 中最核心的安全要求部分。防护装置必须按照 EN ISO 13857 和 EN 953 的要求进行设计。
关键防护位置
| 防护位置 | 危险类型 | 推荐防护措施 |
|---|---|---|
| 驱动滚筒与皮带入口侧 | 夹入/卷入 | 固定防护罩 + 急停拉绳 |
| 尾轮改向滚筒 | 夹入/卷入 | 固定防护罩 |
| 皮带张力段（返回侧下方） | 卷入 | 防护网/防护板 |
| 承载托辊组 | 剪切/夹入 | 防护网（人员可及高度内） |
| 电机与减速机 | 缠绕/热灼 | 防护罩 + 警示标识 |
| 联轴器 | 缠绕 | 联轴器防护罩 |
| 输送机两侧通行区 | 剪切/夹入 | 安全护栏或防护网 |
| 输送机跨越处 | 跌落 | 人行过桥（带扶手和踢脚板） |
安全距离（EN ISO 13857 参考值）
| 危险部位高度 H（mm） | 防护网到危险区域最小距离 Sr（mm） |
|---|---|
| H ≤ 1000 | Sr ≥ 1200（圆形） |
| 1000 < H ≤ 1400 | 按公式计算 |
| H > 1400 | 安全距离可适当减小 |
安全网孔尺寸要求（EN ISO 13857）：
| 防护部位 | 最大网孔尺寸（mm） |
|---|---|
| 手指防护（指尖） | ≤ 6 × 6 |
| 手掌防护 | ≤ 20 × 20 |
| 手臂防护 | ≤ 50 × 50 |
| 腿部防护 | ≤ 100 × 100 |
五、滚筒输送机设计选型要求
BS EN 619 对滚筒输送机的安全要求与皮带输送机类似，但针对滚筒输送机特有的结构和运作方式有专门的规范。
5.1 驱动方式选择
| 驱动方式 | 原理 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 链条驱动 | 链轮+滚子链驱动每个滚筒 | 重载、长距离、高扭矩场合 |
| O型带驱动 | 聚氨酯圆带从动滚筒传递扭矩 | 中轻型、低噪声场合 |
| 电动滚筒（Motorized Roller） | 电机内置在滚筒中 | 洁净环境、食品医药、轻载场合 |
| 齿形带驱动 | 同步带驱动滚筒 | 需精确同步输送的场合 |
| 重力式（无动力） | 依靠物料重力沿倾斜轨道滑行 | 简易输送、包装线端部 |
5.2 滚筒参数计算
滚筒直径：
滚筒直径影响输送高度、承载能力和转速。经验选型公式：
- 轻载（单件 < 10 kg）：D = 30~50 mm
- 中载（单件 10~50 kg）：D = 50~80 mm
- 重载（单件 50~200 kg）：D = 80~120 mm
- 超重载（单件 > 200 kg）：D ≥ 133 mm
滚筒间距：
滚筒间距与输送物尺寸直接相关，基本原则是输送物任何时候至少有 3 个滚筒同时支撑：
滚筒间距 ≤ 输送物长度 / 3
若不满足则需加装辅助支撑板或减小间距。
滚筒长度：
滚筒长度 = 输送物宽度 + 2 × 安全余量（通常 50~100 mm）
动力滚筒输送机功率计算：
P = (F × v) / η
总阻力 F 包含：物料与滚筒的滚动摩擦阻力、轴承摩擦阻力、链条/皮带传动阻力、坡道阻力等。
💡 实例：链条驱动滚筒输送机功率估算
输送 50 kg 纸箱，线速度 0.3 m/s，滚筒直径 60 mm，长度 20 m，传动效率 0.85：
F = μ × m × g × L / L_roll（简化估算）
其中 μ（滚动摩擦系数）≈ 0.05~0.10
推荐电机功率 ≥ 0.25~0.55 kW，实际需根据载荷分布精确计算。
5.3 弯道与过渡段设计
- 弯道段：滚筒输送机转弯时需使用锥形滚筒（Tapered Roller）或独立的弯道模块，BS EN 619 要求弯道处的防护装置必须覆盖整个弯道外侧
- 过渡段：不同高度或不同速度输送线之间的衔接段需设置平滑过渡板或升降台，高差大于 400 mm 时必须设置安全防护
- 汇合/分流口：必须安装安全光栅或机械式碰撞检测装置，防止物料卡堵或人员受伤
六、电气安全与控制要求
BS EN 619 引用 EN 60204-1（机械电气安全——通用要求）作为电气部分的基础规范：
6.1 控制要求
- 急停装置：必须在操作站、沿输送机两侧每隔 20~30 m 及关键危险位置设置急停按钮或拉绳开关
- 启动警告：输送机启动前应有声光报警，延迟时间 3~10 秒（根据输送机长度）
- 联锁保护：防护罩打开或安全门打开时，输送机必须立即停机且无法远程重启
- 速度监控：输送机应设速度检测装置，当速度低于设定值的 70%（打滑）或超速 20% 时报警停机
- 跑偏监控：皮带跑偏量超过带宽的 5% 时应发出警报，超过 10% 时应自动停机
6.2 防静电要求
- 在易燃粉尘或挥发性气体环境中使用的输送机，系统必须进行防静电接地
- 输送带表面电阻 ≤ 3 × 10⁸ Ω（参考 EN ISO 284）
- 滚筒和托辊应通过轴承座可靠接地
6.3 防护等级
- 控制箱和电气元件应根据环境条件选择防护等级（IP 等级）
- 粉尘环境：IP5X 以上
- 潮湿环境：IPX5 以上
- 食品/医药行业：不锈钢外壳 + 高防护等级
七、设计与选型总流程
依据 BS EN 619 的规范框架，输送设备的标准设计选型流程如下：
- 需求定义：确定输送物料（种类、尺寸、重量、温度、湿度等）、输送量（t/h 或件/分钟）、输送路径（水平、倾斜、曲线）、工作环境（室内/室外、温度、湿度、粉尘、防爆等级）
- 类型选择：根据需求判断使用皮带输送机还是滚筒输送机，或两者的组合
- 参数计算：带宽/滚筒宽度、带速/线速度、驱动功率、张紧力、滚筒/托辊间距
- 部件选型：电机、减速机、输送带/滚筒、托辊、张紧装置、联轴器、轴承
- 结构设计：机架、支腿、头架、尾架、中间架
- 安全设计：防护装置（防护罩、防护网、安全护栏）、安全距离校核、急停系统、联锁装置、警示标识
- 电气控制设计：电机控制回路、PLC 程序、传感器布局、HMI 界面
- 风险评估：按 EN ISO 12100 进行全面的风险评审，编写风险评估报告
- 技术文件编制：使用说明书、CE/UKCA 符合性声明、设计计算书、电气原理图
八、合规自查清单
以下是根据 BS EN 619 整理的简便合规自查清单，供设备制造商和设计人员对照检查：
| 序号 | 检查项 | 要求 | ✓ |
|---|---|---|---|
| 1 | 机头驱动滚筒防护罩 | 固定安装，防止衣物卷入 | □ |
| 2 | 机尾改向滚筒防护罩 | 固定安装，防止夹入 | □ |
| 3 | 皮带返回侧防护 | 人员可触及区域需防护 | □ |
| 4 | 电机/减速机联轴器防护 | 完全封闭旋转部件 | □ |
| 5 | 急停装置 | 操作站 + 沿线 ≤ 30m 间距 | □ |
| 6 | 启动声光报警 | 延迟 3~10s 后启动 | □ |
| 7 | 安全门/罩联锁 | 打开即停机 | □ |
| 8 | 跑偏开关 | 跑偏 5% 报警，10% 停机 | □ |
| 9 | 速度/打滑检测 | 速度低于 70% 时停机 | □ |
| 10 | 逆止器（倾斜输送机） | 防止满载反转 | □ |
| 11 | 制动器（倾斜输送机） | 制动力矩 ≥ 1.5× 最大负载力矩 | □ |
| 12 | 张紧限位（行程开关） | 超行程报警 | □ |
| 13 | 防静电接地 | 粉尘/易燃环境强制要求 | □ |
| 14 | 防护网孔尺寸合规 | 按 EN ISO 13857 选取 | □ |
| 15 | 安全距离校核 | 防护装置到危险区距离合规 | □ |
| 16 | 警示标识 | 危险点张贴警示标牌 | □ |
| 17 | 人行过桥/跨线通道 | 带扶手和踢脚板 | □ |
| 18 | 电气防护等级 | 适应环境（IP 等级） | □ |
| 19 | 技术文件齐全 | 使用说明书、CE 声明、风险报告 | □ |
| 20 | 标志铭牌 | 型号、序列号、制造商、年份、功率 | □ |
九、BS EN 619 与其他标准的关系
BS EN 619 不是孤立的，它与一系列机械安全标准构成完整的标准体系：
| 标准号 | 名称 | 与 EN 619 的关系 |
|---|---|---|
| EN ISO 12100 | 机械安全——设计通则——风险评估与风险降低 | 顶层标准，EN 619 的风险评估框架基于此 |
| EN 953 | 机械安全——防护装置——固定式和活动式防护装置设计与构造 | EN 619 中防护装置的具体设计依据 |
| EN ISO 13857 | 机械安全——安全距离——防止上下肢触及危险区域 | EN 619 中安全距离计算的依据 |
| EN ISO 13855 | 机械安全——防护装置与人体接近速度相关安全距离 | 用于带联锁防护装置的安全距离计算 |
| EN ISO 13850 | 机械安全——急停功能——设计原则 | EN 619 急停系统设计依据 |
| EN 60204-1 | 机械电气安全 | EN 619 电气部分的设计依据 |
| EN ISO 4414 | 气动系统通用规则 | 若输送机使用气动元件 |
| EN ISO 13849-1 | 安全相关控制系统——设计原则 | 安全控制电路的性能等级（PL）设计依据 |
| EN 620 | 散料用连续输送机——安全要求 | 与 EN 619 平行的散料输送标准 |
| EN 618 | 散料用斗式提升机——安全要求 | 垂直输送类标准 |
十、结语与实用建议
BS EN 619 是整个输送机械安全标准体系中的一颗基石。对于从事非标自动化设计的工程师来说，掌握 BS EN 619 的核心要求不仅可以确保设备通过 CE/UKCA 认证，更能在设计阶段就从根本上消除安全隐患，降低后期整改成本。
回顾本文的核心要点：
🎯 设计者必记的 5 条黄金法则
- 先识别风险，再设计防护。 在画图纸之前，就按 EN ISO 12100 做风险评估——物料怎么进、怎么出、人在哪里操作、哪些旋转部件能被碰到、皮带断了往哪弹。
- 防护装置不是可选件。 驱动滚筒、尾轮、返回侧张紧段、联轴器——这些位置必须加防护，不要等客户提。
- 安全距离算清楚。 网孔做大了手指能伸进去，做小了堵料。网孔大小和安全距离是一对矛盾，照着 EN ISO 13857 的表格取就对了。
- 急停拉绳比按钮更管用。 输送机沿线用拉绳开关，20~30 米一个，任何位置一拉就停——这是救命的。
- 倾斜输送不做防反转=定时炸弹。 满载停电时皮带带着几百公斤物料倒转，轻则卡堵，重则伤人。逆止器+制动器一个不能少。
对于机械工程师而言，BS EN 619 的价值不在于它是"认证要求"，而在于它凝聚了输送机械几十年的安全事故经验。每一条规范背后，都是真实发生过的事故教训。遵循标准，归根到底是在保护操作者的安全——这比认证本身更重过要。
—— 完 ——
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