项目二_实现机械安全的途径

1、项目二 实现机械安全的途径 n机械设备在规定的整个使用期内，不发生由于机械设 备自身缺陷所引起的、目前已为人们所认识的各类危 及人身安全的事故和对健康造成损害的职业病，避免 给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧张和疲劳。 n发生机械安全事故的原因是多方面的，机械安全技术 的目的就是要在各个方面消除机械设备存在的危险和 有害因素。 选用适当的设计结构，尽可能避免或减小危险； 减少对操作者进入危险区的需要，限制人面临危险的次数。 n足够的抗破坏能力、良好的可靠性和对环境的适足够的抗破坏能力、良好的可靠性和对环境的适 应性应性 n合理的机械结构型式 n足够的抗破坏能力 n对使用环境足够的适应能力 n

2、机械的高可靠性 可靠性是指机器及其零部件在规定的使用条件下和期限内，执 行规定功能而且不出现故障的能力。 n不得产生超过标准规定的有害物质不得产生超过标准规定的有害物质 n不采用有毒有害物质 n预防物理性危害 n防火防爆 n可靠有效的安全防护可靠有效的安全防护 必须在机器上配备一种或多种专门用于保护人 的安全的安全、防护装置或采取其它安全措施。 n履行安全人机学要求履行安全人机学要求 显示装置、控制（操纵）装置、人的作业空间 和位置以及作业环境，应满足人体测量参数、 人体的结构特性和机能特性、生理和心理条件， 合乎卫生要求。 n维修的安全性维修的安全性 n机械的可维修性 n维修作业的安全性 n

3、随着现代事故致因理论的研究与发展，人们逐渐认识到， 在大多数的情况下，导致伤亡事故的两个最主要，也是最 直接的原因是 “人”和 “物”也就是 “人的不安全行 为”和“物的不安全状态”这两个因素作用的结果，而且 往往后者更具决定意义。 n一方面，随着 “物的不安全状态”的尽量避免，将大大 减少人所面临的危险；另一方面，如果能够做到即使在人 发生某种不安全行为时，或是物在 “失常”状态下，人 在这种非预期的条件下依然能够处于某一可接受的风险水 平之下，这无疑是一种比较理想的安全系统。这种安全系 统不仅强调 “物”安全因素的充分性，同时也强调其必 要性，从而提出了一种 “本质安全本质安全”的概念。

4、具有 “本质安全”的机械产品的特征是：机械 设备在预定的使用条件下，除具有稳定、可靠的正 常安全防护功能外，其设备本身还兼具自动保障人 身安全的功能与设施，一旦发生操作者的误操作或 判断错误时，人身不会受到伤害，生产系统和设备 仍能保证安全。 也就是当达到以下几点时，该机械产品具有 “本质安全”: 发生非预期的失效或故障时，装置能自动切除或隔离故 障部位，安全地停止运行或转换到备用部分，并同时发 出声或光报警信号。 所有情况下，不产生有毒害的排放物，不会造成污染和 二次污染。 符合安全人机学原则，能最大限度地减轻操作人员的体 力消耗和脑力消耗，缓解精神紧张状态。 有明显的警示，充分地表明有可能

5、产生的危险和遗留风 险。 一旦产生危害时，人和物受到的损失程度应当在可接受 的水平之下 （标准安全指标以下）。 n机械安全措施的原则是：建立并贯彻防患于未然的 安全原则，利用层层设防的方法，使现代机械产品 的安全品质从生产安全系统中突出出来，上升到一 个全新的技术水平，相应地减轻以往对人不得不附 加多种劳动保护所带来的紧张情绪。 n实现安全措施一般包括：在设计阶段，由设计者设计者根 据机械产品的预定使用目标，进行危险识别及风险 评价，综合考虑机械的各种限制，考虑采取的风险 减小措施；在使用阶段，使用者根据机械产品的性 能及使用环境的具体情况，考虑补充安全措施。 由设计者采取的安全措施（设计阶段

6、） 本质安全措施 （直接安全措施） 安全防护 （间接安全措施） 使用信息 （指示性安全措施） 附加预防措施 对设备进行状态监测提供个人防护装备保证作业场地安全性安全培训教育 安全规章制度 安全监察 由用户采取的安全措施（使用阶段） n采用使机器达到本质安全的措施，降低 人们面临危险的概率。 n通过机器的设计和制造，把实现机器的 预定功能与实现机器使用安全的目标结 合起来，达到机械本质安全的目的。 一、通过选用适当的设计结构尽可能一、通过选用适当的设计结构尽可能 避免或减少危险避免或减少危险 （1）采用本质安全技术 （2）限制机械应力 （3）材料和物质的安全性 （4）履行安全人机工程学的原则 （

7、5）设计控制系统的安全原则 （6）防止气动和液压系统的危险 （7）预防电的危险 n提高机器及零部件的可靠性提高机器及零部件的可靠性 可以降低危险故障率，减少需要查找故障和检修的次 数，不由于失效使机器产生危险的误动作，从而减少 操作者面临危险的概率。 n采用机械化和自动化技术采用机械化和自动化技术 可以使人的操作岗位远离危险或有害现场，从而减少 工伤事故，防止职业病。 n机器调整和维修的安全机器调整和维修的安全 易损件设计得便于拆装，提供安全接近的措施； 机器的调整、润滑、一般维修的操作点设置在危险区 外。 安全防护安全防护是指采用特定的技术手段，防止人们遭受不能由设计 适当避免或充分限制的各

8、种危险的安全措施。 安全防护的重点安全防护的重点是机械的传动部分、操作区、高处作业区、机 械的其它运动部分、移动机械的移动区域以及某些机械由 于特殊危险形式而需要的特殊防护等。 1、安全防护措施的类别 主要有防护装置、安全装置及其它安全措施。 防护装置：通过设置物体障碍方式将人与危险隔离的专 门用于安全防护的装置。 安全装置：用于消除或减小机械伤害风险的单一装置或 与防护装置联用的保护装置。 1）结构形式和布局合理，具有切实的保护功能。 2）结构要坚固耐用，安装可靠，不易拆卸。 3）表面光滑，无尖利棱角。 4）装置不容易被绕过或避开，无漏保护区。 5）满足安全距离的要求，使人体各部位（特别是手

9、或脚） 无法接触危险。 6）不影响操作，不与机械的可动零部件接触，对操作者 的视觉障碍小。 7）便于检查和修理。 设计防护装置时应注意以下因素带来的附加危险并采取措 施避免 1）安全防护装置的自身结构的危险； 2）由动力驱动的安全防护装置，其运动零部件产生的接触 性危险； 3）由于安全防护装置与机器运动部分安全距离不符合要求 导致的危险； 4）安全防护装置在减轻操作者精神压力的同时，也容易使 操作者形成心理依赖，放松对危险的警惕性； 5）安全防护装置出现故障会立即增加损伤或危害健康的风 险。 防护装置防护装置是指采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏、 封闭式装置等作为物体障碍，将人与危险隔离 的装置。

10、 n防护箱罩一般用于齿轮传动的防护 n防护网一般用于带传动的防护 n栅栏适合于大范围的场合 n防护装置的功能防护装置的功能 n隔离作用：防止人体任何部位进入机械危险区触 及运动零部件。 n阻档作用：防止飞出物的打击、高压液体的意外 喷射或防止人体灼伤、腐蚀伤害。 n容纳作用：容纳可能由机械抛出的零件或碎片。 n其它作用：在有特殊要求的场合，防护装置还应 对电、高温、火、爆炸物、振动、放射物、粉尘、 烟雾、噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收 或屏蔽作用。 n防护装置的类型防护装置的类型 防护装置有单独使用的防护装置和与连锁装置联合防护装置有单独使用的防护装置和与连锁装置联合 使用的防护装置。按

11、使用方式可分为固定式和活动使用的防护装置。按使用方式可分为固定式和活动 式两种。式两种。 n固定式防护装置：它是保持在所需位置关闭或固 定不动的防护装置，不用工具不可能将其打开或 拆除。 （封闭式、固定间距式和固定距离式 ） n活动式防护装置：它是通过机械方法（如铁链、 滑道等）与机器的构架或邻近的固定元件相连接， 不用工具就可以打开的防护装置。（可调式和联 锁式防护装置） n防护装置的安全技术要求防护装置的安全技术要求 n固定防护装置应该用永久固定方式或借助紧固件固定，不用工具 （或专用工具）不能使其移动或打开； n防护结构体不应出现漏保护区，并应满足安全距离的要求，使人不 可能绕过防护装置

12、接触危险； n活动防护装置或防护装置的活动体尽可能与被防护的机械保持连接； n活动防护装置出现丧失安全功能故障时，被其抑制的危险机器功能 不能执行；联锁装置失效不得导致意外启动； n防护装置是进入危险区的唯一通道； n防护装置结构体应有足够的强度和刚度，能有效防止飞出物的危险， 避免产生不应有的变形； n可调式防护装置的可调或活动部分的调整件，在特定操作期间应保 持固定自锁状态，不得因机械振动而移位或脱落。 n安全装置通过自身的结构功能限制或防止机器的某 种危险，或限制运动速度、压力等危险因素。 1、安全装置技术特征： n在规定的使用期限内，不会因为因零部件的失效 使安全装置丧失主要安全功能。

13、 n能在危险即将发生时停止危险过程。 n重新启动的功能。 n光电式、感应式安全装置具有自检功能。 n与控制系统一起操作并与之形成一个整体。 n设计应采用“定向失效模式”的部件或系统。 2、安全装置的种类： n联锁装置 n使动装置 n止-动操作装置 n双手操纵装置 n自动停机装置 n机械抑制装置 n限制装置 n有限运动控制装置 n排除装置 n以操作人员所站立的平面为基准，凡高度在2m以内的运动 零部件应设防护。 n以操作人员所站立的平面为基准，凡高度在2m有传输及传 动装置，以及在施工机械施工处的下方，应设防护。 n坠落高度基准面2m以上的作业位置，应设防护。 n为避免挤压伤害，直线运动部件之间

14、或直线运动部件与静 止件之间的间距应符合安全距离的要求。 n运动部件有行程距离要求的，应设置可靠的限位装置。 n对可能因超负荷发生部件损坏而造成伤害的，应设置负荷 限制装置。 n有惯性冲撞运动部件时，必须采取可靠的缓冲装置。 n运动中可能脱落的零部件必须采取有效措施加以紧固。 n每台机器都应设置紧急停车装置。 n机械正常运行期间操作者不需要进入危险区的 场合 优先考虑采用固定式防护装置 n机械正常运行期间操作者需要进入危险区的场 合 可考虑采用联锁装置、自动停机装置、自动关闭防护 装置、双手操纵装置、可控防护装置等 n对非运行状态等作业期间需进入危险区的场合 可采用手动控制模式、止-动操纵装置

15、或双手操纵装 置、点动-有限运动装置等 由运动的传动件 产生的危险 由提供加工的运动件产生的危险（在加 工过程中直接涉及的，如刀具） 固定防护装置固定防护装置 或 联锁装置 或 根据安全装置接近 危险区的需要选择 固定防护装置防止接 近加工区以外的运动 件 和 联锁装置 或 可调防护装置等 工作时可以使它们 完全不能接近吗？ 是 否 n疲劳、紧张和恐惧是导致事故的一个重要因素。进行 安全设计时需要考虑的一个重要问题就是履行安全人 机工程学原则问题。 n安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、机和人 机相互关系的规律，运用系统工程的方法研究各要素 之间的相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，

16、 通过一定的设计使人-机系统的总体性能达到安全、准 确、高效、舒适的目的。 n设计时必须充分考虑人-机特性，使机器适合于人的各 种操作，以便最大限度地减轻人的体力和脑力消耗及 操作时的紧张和恐惧感，从而减少因人的疲劳和差错 导致的危险。 n由于生理影响产生的危险 n由于心理-生理影响产生的危险 n由于人的各种差错产生的危险 n合理分配人机功能。 n适应人体特性，正确选择工作平台的位置及高度， 提供合适的工作座椅。 n友好的人机界面设计。 n作业空间的布置合理，正确得布置各种控制操作 装置，出入作业地点要方便。 n操纵器可分为手控、脚控和声控等类型。操纵器可分为手控、脚控和声控等类型。 n操纵装

17、置应满足以下安全人机学要求：操纵装置应满足以下安全人机学要求： n操纵器的表面特征 n操纵力和行程 n操纵器的布置 n操纵器的功能 n操纵方向与系统过程的协调 n防止附加风险 n显示器可分为视觉、听觉和触觉装置。显示器可分为视觉、听觉和触觉装置。 n显示器应满足以下安全人机学要求：显示器应满足以下安全人机学要求： n显示信息的形式 n显示器的布置 n显示器的数量 危险信号和报警装置 n工作空间工作空间 n工作台面工作台面 n座位装置座位装置 n良好的视野良好的视野 n高处作业位置高处作业位置 n工作环境工作环境 n负载限度负载限度 n工作节奏工作节奏 n作业姿势作业姿势 n提供必要的支承提供必

18、要的支承 n保持平衡保持平衡 n安全信息是由文字、标记、信号、符号 或图表组成，安全信息是机器的组成部 分之一。 n提供安全信息应贯穿机械使用的全过程。 n安全信息的类别： 信号和警告装置 标志、符号、安全色和文字警告 随机文件 n根据风险的大小和危险的性质，依次采用安全色、安全标 志、警告信号和警报器； n根据需要信息的时间； 提示操作要求的信息应采用简洁形式长期固定在所需的机器部位附 近，显示状态的信息应与机器运行同步出现，警告超载的信息应在 接近额定值时提前发出，危险紧急状态的信息应及时，持续的时间 应与危险存在的时间一致，信号的消失应随危险状态而定。 n根据机械结构和操作的复杂程度；

19、n根据信息内容采用不同的安全色； 红色表示禁止和停止，危险警报和要求立即处理的情况；红色闪光 警告操作者状况紧急，应迅速采取行动；黄色提示注意和警告；绿 色表示正常工作状态；蓝色表示需要执行的指令或必须遵守的规定。 n应满足安全人机工程学原则。 n明确机器的预定用途。 n规定和说明机器的合理使用方法。 n通知和警告遗留风险。 n安全信息应贯穿机器使用的全过程。 n安全信息不可用于弥补设计缺陷。 安全信息的类别安全信息的类别 n信号和警告装置 n标志、符号、安全色和文字警告 n随机文件 n信号的功能是提醒注意提醒注意，如机器启动等； 显示运行状态或发生故障显示运行状态或发生故障，如故障显示 灯等

20、；危险事件的警告危险事件的警告，如超速的报警、 有毒物质泄漏的报警等。 n信号和警告装置类别： 视觉信号 所占空间小，视距远，简单明了 听觉信号 听觉反应快，不受照明和物体障碍限制 l信号和警告装置应满足的要求： n在危险事件出现前或即时发出； n含义确切，一种信号只有一种含义； n能被明确地察觉和识别，并与其它用途信号 明显区别； n警告装置的设计、配置应便于检查； n防止由于视觉或听觉信号过多而引起混乱， 或显示频繁而导致“敏感度”降低。 n标志分为性能参数标志和标志分为性能参数标志和安全标志安全标志。 n标志应满足的要求：标志应满足的要求： n含义明确无误 n内容具体且有针对性 n标志的

21、设置位置 机械设备易发生危险的部位，必须有安全标志。 标志牌应设置在醒目且与安全有关的地方，使 人们看到后有足够的时间来注意它所表示的内 容。不宜设在门、窗、架或可移动的物体上。 n标志应清晰持久 n机器标志（标牌）机器标志（标牌） 制造厂的名称与地址；所属系列或型式；系列编号 或制造日期（如有的话）等。 n对机器安全使用的参数或认证标志对机器安全使用的参数或认证标志 旋转件的限制最高转速；加工工件或工具的最大尺 寸；可移动部分的质量（重量）；防护装置的调整 数据（对可调防护装置）；检验频次等。认证标志 是指证明某机械符合有关标准要求，并得到认证机 构确认的符号标记。 n零件性能参数标记零件性能参数标记 n安全标志由安全色、几何图形和图形符号构成， 有时附有简短的文